Um corpo está em equilíbrio estático quando (justifique as incorretas)
A) Sua velocidade é constante.
B) Não há forças atuando sobre ele.
C) A resultante das forças que atuam sobre o corpo é diferente de zero.
D) A resultante das forças e o momento resultante sobre o corpo são ambos iguais a zero.
A) Sua velocidade é constante.
B) Não há forças atuando sobre ele.
C) A resultante das forças que atuam sobre o corpo é diferente de zero.
D) A resultante das forças e o momento resultante sobre o corpo são ambos iguais a zero.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos que identificar quando um corpo está em equilíbrio estático e justificar por que algumas das opções estão erradas. Para isso, vamos precisar conhecer os conceitos de equilíbrio estático da física, que envolvem a soma das forças e dos momentos atuando sobre o corpo.
Passo 2
Primeiro, vamos revisar o que é equilíbrio estático. Um corpo está em equilíbrio estático quando ele não está se movendo e permanece em repouso. Para que isso aconteça, duas condições principais devem ser atendidas:
- A soma das forças que atuam sobre o corpo deve ser igual a zero (
). - A soma dos momentos (torques) que atuam sobre o corpo também deve ser igual a zero (
).
Isso significa que não há aceleração linear nem angular no corpo.
Passo 3
Vamos analisar cada uma das opções apresentadas:
A) Sua velocidade é constante.
- Ter uma velocidade constante implica que a aceleração é zero, o que está de acordo com a primeira condição do equilíbrio estático (
). Porém, apenas ter velocidade constante não garante que o corpo esteja em equilíbrio estático, já que o equilíbrio estático requer que o corpo esteja em repouso. Então, essa opção está incorreta.
B) Não há forças atuando sobre ele.
- Se realmente não houver forças atuando sobre o corpo (
), ele pode estar em equilíbrio, mas isso não garante que os momentos também estejam em equilíbrio ( ). Além disso, na prática, é raro um corpo não ter nenhuma força atuando sobre ele. Portanto, essa opção está incorreta.
C) A resultante das forças que atuam sobre o corpo é diferente de zero.
- Se a resultante das forças for diferente de zero (
), isso significa que há uma aceleração, o que viola a condição de equilíbrio estático. Portanto, essa opção está incorreta.
D) A resultante das forças e o momento resultante sobre o corpo são ambos iguais a zero.
- Esta opção está alinhada diretamente com as condições do equilíbrio estático:
e . Portanto, essa opção está correta.
Resposta
A opção D está correta, pois satisfaz as condições de equilíbrio estático ao ter a resultante das forças e dos momentos iguais a zero. As opções A, B e C estão incorretas porque não garantem o equilíbrio estático de acordo com os critérios necessários.