Este artigo explica o que são forças coplanares e você também verá exemplos de forças coplanares. Você também encontrará a diferença entre forças coplanares e não coplanares e quando duas forças são coplanares e competem ao mesmo tempo.
O que são forças coplanares?
Forças coplanares são forças que atuam no mesmo plano. Ou seja, duas ou mais forças são coplanares quando contidas no mesmo plano.
Portanto, as forças coplanares podem ser definidas matematicamente com vetores de dois componentes. Normalmente, quando você começa a estudar física, costuma começar fazendo exercícios de forças coplanares, porque é mais fácil trabalhar com forças bidimensionais.
Um conceito relacionado com problemas deste tipo de forças é o de condições de equilíbrio, porque a partir destas condições podem ser levantadas incógnitas e podem ser encontradas forças desconhecidas. Você pode praticar com exercícios resolvidos sobre este tema no seguinte link:
Exemplo de forças coplanares
Considerando a definição de forças coplanares, veremos um exemplo deste tipo de forças.
Por exemplo, quando empurramos um objeto contra o solo, o conjunto de forças que atuam sobre ele é coplanar.
Duas forças verticais atuam sobre o corpo: o peso, que é devido à gravidade da Terra, e a força normal, que se opõe à força do peso. Por outro lado, atua apenas uma força horizontal, esta é a força que é aplicada ao corpo na tentativa de movê-lo.
Assim, como todas as forças do sistema podem ser definidas num único plano (o da tela), estas são três forças coplanares.
Uma dica para identificar forças coplanares é que se todas as forças estiverem contidas na tela (ou papel), se nenhuma força estiver indo para fora ou para dentro da tela, então elas são forças coplanares.
Deve-se notar que qualquer sistema de forças coplanares pode ser simplificado e todas as forças substituídas por uma força resultante. Você pode ver como isso é feito clicando aqui:
Forças coplanares e não coplanares
A diferença entre forças coplanares e forças não coplanares é que as forças coplanares atuam no mesmo plano, enquanto as forças não coplanares atuam em planos diferentes.
Portanto, para definir forças coplanares são necessários vetores com apenas duas coordenadas, mas para expressar forças não coplanares são necessários vetores com três coordenadas. Porque as forças não coplanares são definidas no espaço.
Quando você começa a ensinar física, normalmente só resolve problemas com forças coplanares, porque a dificuldade aumenta dramaticamente com todas as três dimensões. Portanto, se você está apenas começando, qualquer problema que encontrar certamente envolverá forças coplanares.
Forças coplanares e concorrentes
Duas forças são coplanares e concorrentes quando atuam no mesmo plano e, além disso, suas linhas de ação se cruzam em um ponto.
Uma maneira de identificar forças coplanares e concorrentes é ver se elas estão no mesmo plano e não são paralelas. Se duas ou mais forças vetoriais pertencem ao mesmo plano e não são paralelas, isso significa que suas extensões se cruzam em um ponto do plano; portanto, são forças coplanares e concorrentes.
Para ver exemplos desse tipo de força, clique aqui: