O objeto de estudo da estática é determinar a força e o momento que atuam sobre um corpo, cujos resultados são zero, para estabelecer suas condições de equilíbrio.
Forças e momentos atuam em um corpo que provocam movimentos de translação e rotação. Assim, a força resultante causa a translação e o momento, o movimento rotacional.
Portanto, para que um corpo esteja em equilíbrio, é necessário que os dois princípios sejam cumpridos simultaneamente, ou seja, que a força e os movimentos resultantes sejam zero.
O estudo da estática tem aplicações práticas na engenharia civil e na arquitetura.
O que é estático?
A palavra estático vem do grego "statikos", que significa "estacionário" e "statos", que significa "permanecer em equilíbrio".
É definido como um ramo da mecânica física que se dedica ao estudo das leis do equilíbrio.
É também conhecido como "o estudo dos corpos sobre os quais atuam as forças e os momentos, cujas resultantes são zero"; de modo que esses corpos possam permanecer em repouso ou em movimento não acelerado.
A estática é responsável por analisar cargas (força, torque ou momento) e estudar o equilíbrio de forças em um sistema físico que está em equilíbrio estático. Em outras palavras, em um estado onde as posições relativas dos subsistemas não variam com o tempo.
A primeira lei de Newton afirma que a força líquida e o torque líquido (conhecido como momento da força) de cada corpo no sistema é igual a zero. Quantidades como carga ou pressão podem ser derivadas desta equação.
Existem duas condições de equilíbrio. A primeira é expressa na rede de forças igual a zero e a segunda condição de equilíbrio, no torque líquido igual a zero.
Na análise de equilíbrio, a estática oferece uma solução para problemas hiperestáticos nos quais não é possível determinar as forças internas de seus elementos, porque o número de incógnitas excede o número de equações que a estática oferece. Isso é feito através do uso de mecânica sólida rígida.
Para analisar esses problemas, é necessário estabelecer as condições básicas de equilíbrio, onde:
O resultado da soma das forças é nulo e o resultado da soma dos momentos em torno de um ponto também é nulo.
Importância e Aplicações
O estudo da estática é fundamental para o levantamento de estruturas fixas como edifícios, casas, pontes e qualquer outro elemento da indústria da construção, para garantir a segurança dessas estruturas e a sua durabilidade ao longo do tempo.
Os engenheiros estruturais e civis ou arquitetos precisam necessariamente ter um conhecimento profundo sobre o assunto, para evitar acidentes durante a construção de uma estrutura.
A estática estuda não apenas o equilíbrio de uma estrutura, mas de cada uma de suas partes, bem como a quantidade necessária de material de construção, por exemplo, exigida pelo pilar de uma ponte ou edifício.
Entre os principais objetivos da estática está a obtenção de forças de cisalhamento, força normal, força de torção e momento fletor ao longo de uma peça, em qualquer estrutura.
Depois de estabelecidas as cargas, tensões, etc., o profissional de engenharia ou arquitetura pode então decidir que tipo de material usar e em que quantidade, por razões elementares de custo, mas também de segurança. Isso é feito por meio de uma análise de materiais.
Outro campo de estudo da estática não mecânica é o que se refere à eletricidade estática e eletrostática.
Referências
- Beer, FP e Johnston Jr, ER Statics and Mechanics of Materials. McGraw-Hill, Inc. 1992. Recuperado de mheducation.com
- Objeto de estudo da estática. Consultado de fisica2judarasa.jimdo.com
- Yrene Mamani. Tensões e tensões em sistemas hiperestáticos. Consultado por academia.edu
- Estático (mecânico). Consultado de es.wikipedia.org
- Cargas estáticas e dinâmicas. Consultado de arkiplus.com
- Dicionário de arquitetura e construção. Consultado de parro.com.ar
- Definição de estático. Consultado de conceptdefinition.de