Força estática equilibra os prédios

Professor Pardal*
Especial para a Folha de S.Paulo

Como um corpo se mantém em equilíbrio estático? Por que um prédio, por exemplo, consegue ficar equilibrado? O movimento de translação de um corpo é anulado quando conseguimos equilibrar as forças externas que agem sobre ele. Logo, a soma vetorial de todas as forças externas que atuam sobre um corpo deve ser igual a zero. Mas isso não é o suficiente para que um corpo mantenha total equilíbrio. O movimento de rotação também deve ser anulado e para tal devemos equilibrar os momentos (torques). A consequência disso é que a soma vetorial de todos os momentos externos atuantes num corpo deve ser igual a zero.

Concluímos, assim, que um corpo estará em repouso em relação a um sistema de referência inerte quando a soma vetorial das forças externas for nula, ou seja, quando a aceleração linear do centro de massa desse corpo for zero e a soma vetorial dos momentos externos for nula, ou seja, quando a aceleração angular em torno de um eixo for zero.

Quanto às forças externas, podemos fazer a sua decomposição vetorial em dois eixos (x e y) ou em três (x, y e z) e considerar nula a soma vetorial das forças externas nos eixos x, y e z.

Agora fica mais fácil perceber que um corpo pode ficar em equilíbrio estático num referencial inercial (como o solo, por exemplo). Na engenharia, esse equilíbrio é de importância suprema. Os bons projetos são aqueles em que, identificados todos os problemas de estruturas e cargas, escolhemos bem os materiais a serem utilizados na construção da obra. Como essas obras podem ser pontes, edifícios residenciais, conjuntos comerciais, casas térreas e sobrados, entre outros, para que se consiga o seu equilíbrio estático desses, faz-se necessário que não sofram nem rotação nem translação quando observados.

Essas condições são necessárias para que se processe o equilíbrio estático em um determinado corpo. Mas, embora sejam necessárias, não são suficientes. Depois disso, as preocupações serão as deformações sofridas por um corpo. Mas essa história fica para depois. No vestibular, nossa preocupação termina antes das deformações. Ainda bem!