Name: types of equilibrium in forces
Uploaded: 2023-09-22T11:49:20.000Z
Duration: 1 min 30 s
Channel: JoVE

O estado de equilíbrio de um objeto pode ser categorizado com base nos sistemas de força que atuam sobre ele. São forças colineares, coplanares concorrentes e coplanares não concorrentes.
Considere dois indivíduos exercendo forças iguais e opostas enquanto puxam uma corda. As duas forças que atuam na corda são colineares de modo que a força resultante na corda é zero. O sistema está em equilíbrio.
Em um sistema de força concorrente coplanar, todas as forças se encontram em um único ponto no mesmo plano.
Aqui, essas forças podem ser resolvidas em seus componentes horizontais e verticais.
Para que um sistema permaneça em equilíbrio, as forças verticais ascendentes e descendentes devem se equilibrar. Da mesma forma, as forças horizontais para a esquerda e para a direita também devem ser iguais e opostas.
Em um sistema de forças coplanar não concorrente, as forças que atuam sobre o objeto são paralelas. Aqui, o momento devido a F3 é no sentido horário e é equilibrado por um momento no sentido anti-horário devido a F2.
Da mesma forma, F1 é contrabalançado pelo peso do objeto e o momento líquido e a força resultante sobre o objeto são zero, mantendo o equilíbrio.

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	<li>Oliveira, J.L.; Kraige, L.G., e Bolton, J.N. (2020). Engenharia Mecânica \u2012 Estática. Hoboken, Nova Jersey: John Wiley. Pág. - 121-122.</li>
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categorias de equilíbrio

Categories of Equilibrium

O equilíbrio é um conceito crucial na física, permitindo-nos entender como as forças interagem com corpos para produzir movimento nulo ou constante. No equilíbrio bidimensional, os sistemas de forças podem ser classificados em diferentes categorias com base em suas características.

Uma das categorias de equilíbrio é o equilíbrio colinear, que envolve forças atuando ao longo de uma linha reta. Esse tipo de equilíbrio requer apenas uma equação de força na direção das forças, pois as outras equações são automaticamente satisfeitas.

Outra categoria é o equilíbrio coplanar concorrente, em que todas as forças atuantes se encontram em um único ponto no mesmo plano. Nessa categoria, as forças podem ser decompostas em suas componentes horizontais e verticais para determinar o equilíbrio. As forças verticais e horizontais devem ter a mesma magnitude e estar direcionadas opostamente para equilibrarem uma à outra.

A categoria de equilíbrio coplanar não concorrente envolve forças que são paralelas, mas não concorrentes entre si. Nesse tipo de equilíbrio, os momentos causados pelas forças se equilibram, resultando em uma força líquida nula no objeto. Para isso acontecer, os momentos gerados pelas forças devem ser iguais, mas opostos em direção.

Por último, o equilíbrio geral é a categoria mais complicada, envolvendo qualquer número de forças não necessariamente em um plano. Esse tipo de equilíbrio requer duas equações de força e uma equação de momento para obter uma solução.

Categorias de Equilíbrio

O equilíbrio é um conceito crucial na física, permitindo-nos entender como as forças interagem com os corpos para produzir nenhum movimento ou movimento constante. Em...

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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

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 the forces meet at one point in the same plane. The forces can be split into horizontal and vertical parts to check balance. The horizontal and vertical forces must be equal in magnitude and opposite in direction.

Coplanar non-concurrent equilibrium involves parallel forces that do not meet at one point. Here, the moments, or turning effects, from the forces must balance. The moments should be equal and opposite so the object has zero net force.

General equilibrium is the most complex category. It includes any number of forces that do not have to lie in one plane. Solving this case requires two force equations and one moment equation.

Types of Equilibrium in Forces

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

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...

categories of equilibrium

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

Explore collinear, coplanar concurrent, coplanar non-concurrent, and general equilibrium. Learn how force and moment balance work in physics.

Types of Equilibrium in Forces | 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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