Este artigo explica o que são forças paralelas. Você também encontrará exemplos de sistemas de forças paralelos. Finalmente, você poderá ver como calcular a força resultante de um sistema de forças paralelas na mesma direção e de um sistema de forças paralelas em uma direção diferente.
O que são forças paralelas?
Forças paralelas são forças cujas linhas de ação são paralelas. Em outras palavras, duas ou mais forças são paralelas quando têm a mesma direção.
Duas forças paralelas podem ter a mesma direção ou direções opostas. Mas desde que as linhas nas quais são projetadas sejam paralelas, as forças são consideradas paralelas.
Observe que, por definição, duas forças paralelas não podem ser forças concorrentes , mas podem ser forças colineares .
Exemplos de forças paralelas
Para compreender totalmente o conceito de forças paralelas, aqui estão dois exemplos retirados do cotidiano desse tipo de força.
Por exemplo, quando duas pessoas tentam mover horizontalmente um objeto muito pesado ao mesmo tempo, elas estão exercendo duas forças paralelas na mesma direção, pois ambas as pessoas desejam mover o objeto para o mesmo lado.
Outro exemplo de duas forças paralelas é quando saltamos com as duas pernas ao mesmo tempo. Para saltar, cada perna aplica uma força vertical contra o solo.
Nas seções seguintes veremos como duas forças paralelas são substituídas por uma força resultante. Porém, para compreender os seguintes exercícios de forças paralelas, primeiro você deve saber quais são as condições de equilíbrio .
Forças paralelas na mesma direção
A força resultante de duas forças paralelas na mesma direção é uma força cujo valor é a soma dos módulos das forças paralelas, e seu ponto de aplicação responde à seguinte relação:
A equação utilizada para obter o ponto de aplicação da força resultante provém da aplicação da condição de equilíbrio de momentos, ou seja, da segunda condição de equilíbrio.
Por exemplo, se quisermos somar duas forças paralelas de 9 N e 15 N na mesma direção separadas por um comprimento de 12 m, devemos primeiro somar as intensidades das forças para encontrar o valor da força resultante:
Resta agora determinar o ponto de aplicação da força. Para fazer isso, devemos resolver a seguinte equação:
Concluindo, a força resultante do sistema destas duas forças paralelas é uma força de magnitude 24 N e está localizada 7,5 m à direita do ponto de aplicação da primeira força.
Forças paralelas na direção oposta
A força resultante de duas forças paralelas de sentido oposto é uma força cujo valor é igual à diferença dos módulos das forças paralelas, e para calcular o seu ponto de aplicação é necessário aplicar a seguinte relação:
Por exemplo, se quisermos substituir duas forças paralelas de 11 N e 7 N em direções diferentes separadas por um comprimento de 8 m pela sua força resultante, devemos primeiro subtrair os módulos das forças para encontrar o valor da força resultante. :
Uma vez calculado o módulo da força resultante, resta apenas encontrar o seu ponto de aplicação, por isso propomos a seguinte equação e resolvemos:
A força resultante deste sistema de forças paralelas é, portanto, uma força de magnitude 4 N e está localizada 14 m à esquerda do ponto de aplicação da primeira força.
Por outro lado, quando duas forças paralelas em direções opostas têm a mesma intensidade, em física dizemos que são um par de forças. A característica de um par de forças é que elas geram um momento e, portanto, giram o corpo. Você pode ver como é calculado o momento de algumas forças clicando aqui: