Name: resolving coplanar force components
Uploaded: 2025-05-22T09:06:02.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

Considere um objeto sobre o qual várias forças atuam. Quando as linhas de ação dessas forças estão dentro do mesmo plano, o sistema é conhecido como sistema de força coplanar.
Todas essas forças podem ser resolvidas em seus respectivos componentes usando a forma vetorial cartesiana.
Um sistema coplanar estará em equilíbrio se cada componente da força resultante for igual a zero e a força resultante no sistema for zero. Estas são chamadas de equações de equilíbrio para um sistema de força coplanar.
Considere uma caixa em equilíbrio sustentada por três cordas. O sistema é dito ser um sistema de força coplanar porque as forças atuam em um único plano.
Duas cordas fazem um ângulo Theta com a prancha. A força de tensão nessas duas cordas é conhecida.
A magnitude da força de tensão na terceira corda pode ser determinada aplicando as equações de equilíbrio. Resolver as forças de tensão conhecidas em seus componentes mostra que os componentes horizontais se contrabalançam.
Agora, a tensão na terceira corda pode ser determinada reorganizando a equação para componentes verticais.

<ol>
	<li>Hibbeler, R.C. (2016). Engenharia Mecânica \u2012 Estática e Dinâmica. Hoboken, Nova Jersey: Pearson Prentice Hall. pág. 91-92</li>
	<li>Oliveira, J.L.; Kraige, L.G. e Bolton, J.N. (2020). Engenharia Mecânica \u2012 Estática. Hoboken, Nova Jersey: John Wiley. pág. 58</li>
</ol>

forças coplanares

Considere um objeto sobre o qual múltiplas forças estão atuando. Se as linhas de ação de cada força estiverem dentro do mesmo plano, o sistema pode ser considerado coplanar. A forma vetorial cartesiana pode ser utilizada para decompor cada força em seus respectivos componentes. Para um sistema coplanar, o sistema estará em equilíbrio se cada componente da força resultante for igual a zero e a força resultante no sistema for zero. Se a soma das forças não for igual a zero, então o objeto não estará em equilíbrio e acelerará na direção da força líquida.

Para resolver problemas envolvendo forças coplanares e equilíbrio, todas as forças que atuam no objeto, juntamente com suas magnitudes e direções, devem ser identificadas. Essas forças podem então ser decompostas em seus componentes x e y usando álgebra vetorial. As equações de equilíbrio são utilizadas para calcular as forças desconhecidas e verificar se o objeto está em equilíbrio ou não.

Considere uma caixa em estado de equilíbrio suspensa por três cordas, conforme mostrado na figura.

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Este é um sistema coplanar porque as forças estão atuando em um único plano. Duas das cordas diagonais, conectadas à prancha, possuem ângulos iguais entre si e a prancha, e a força de tração nessas duas cordas é conhecida. Para determinar a magnitude da força de tração na terceira corda vertical, as equações de equilíbrio podem ser aplicadas. A decomposição das forças de tração conhecidas das duas cordas em seus componentes mostra que os componentes horizontais se compensam. Portanto, a tensão na terceira corda pode ser determinada rearranjando a equação para os componentes verticais. Uma vez que a tensão na terceira corda tenha sido determinada, as equações de equilíbrio podem ser usadas para verificar se o sistema está, de fato, em estado de equilíbrio.

Forças Coplanares

Considere um objeto sobre o qual várias forças estão agindo. Se as linhas de ação de cada força estiverem dentro do mesmo plano, o sistema pode ser considerado ...

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Engenharia Mecânica

Unit 1

Unidade 1

Equilibrium of a Particle

Equilíbrio de uma Partícula

KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMOS-CHAVE E CONCEITOS

Coplanar Forces

resolving coplanar force components

Coplanar forces act on an object in the same plane. To analyze this kind of system, each force is resolved into x and y components using Cartesian vector form and vector algebra. This makes it possible to test whether the object is in equilibrium.

A coplanar system is in equilibrium when the resultant force is zero. That means the sum of the forces in each direction must also be zero. If the forces do not balance, the object is not in equilibrium and will accelerate in the direction of the net force.

Solving these problems starts with identifying every force on the object, including its size and direction. The known forces are then broken into horizontal and vertical parts. The equations of equilibrium are used to find unknown forces and to check whether the system is balanced.

One example is a box suspended by three strings in equilibrium. The two diagonal strings make equal angles with the plank, and their tensions are known. Their horizontal components cancel each other, so the third vertical string can be found from the vertical component equation. After the tension is calculated, the equilibrium equations can confirm that the box is still in balance.

Resolving Coplanar Force Components

equilibrium conditions for a particle

Balanced Forces and Torque in Equilibrium

Equilibrium depends on balanced forces and balanced torque. An object in equilibrium is either at rest or moving with a constant velocity. These two cases are called static equilibrium and dynamic equilibrium. Static equilibrium means the object is not moving. Dynamic equilibrium means the object is moving, but its velocity stays constant. In both cases, the forces acting on the object must balance each other. Different forces can add, subtract, or cancel each other out. When the vector sum...

free-body diagram

Free-Body Diagrams for Force Analysis

Free-body diagrams help analyze the forces acting on an object in mechanics. They give a simple picture of a stationary or moving object and show why it moves the way it does. By turning a complex situation into a clear sketch, they make it easier to write the equation needed to solve the problem. To draw a free-body diagram, first choose the object or system you want to study. Then isolate it from its surroundings and draw it as a dot or a simple outline. Add arrows for every important...

steps for free-body diagram

Free-Body Diagram for Two-Block Motion

A free-body diagram helps analyze two-block motion in mechanics. It shows the forces acting on a system so the net force can be found and the acceleration can be calculated. The example in this lesson uses two blocks linked by a massless string over a frictionless pulley. Block 1 moves across a table while block 2 falls under gravity. The two blocks are treated as one isolated system. External forces are then identified and drawn as vector arrows on the diagram. For block 1, the forces...

free-body diagrams: problem solving

Free-Body Diagrams on Inclined Planes

Free-body diagrams help show the forces acting on an object on an inclined plane. A free-body diagram is a simple drawing that focuses only on the object or system being studied. It leaves out extra details so the force problem is easier to analyze and solve. For an example, a 10 kg block is released on a ramp that is 30° to the horizontal. The coefficient of friction is 0.2. The diagram for this block includes the weight from gravity, the normal force, and the frictional force. These are the...

coplanar forces

Coplanar forces act on an object in the same plane. To analyze this kind of system, each force is resolved into x and y components using Cartesian vector form and vector algebra. This makes it possible to test whether the object is in equilibrium. A coplanar system is in equilibrium when the resultant force is zero. That means the sum of the forces in each direction must also be zero. If the forces do not balance, the object is not in equilibrium and will accelerate in the direction of the net...

categories of equilibrium

Types of Equilibrium in Forces

Equilibrium in physics describes how forces act on a body so it stays still or moves at a constant speed. In two-dimensional force systems, equilibrium can be grouped into several categories based on how the forces are arranged. Collinear equilibrium is the simplest case. The forces act along one straight line, so only one force equation is needed in the direction of those forces. The other equations are already satisfied. Coplanar concurrent equilibrium is another category. In this case, all...

key terms and concepts

Learn how coplanar forces are split into x and y components, how equilibrium is tested, and how string tension is found in a three-string system.

Resolving Coplanar Force Components | JoVE K12

O JoVE Core Mechanical Engineering oferece vídeos animados concisos e de fácil compreensão que abrangem tópicos-chave como equilíbrio, forças, análise de treliças e mecânica estrutural. Explore suas aplicações no mundo real e observe esses conceitos em ação por meio de experimentos conduzidos por cientistas.

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Resolving Coplanar Force Components

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