Centro de massa

O centro de massa é um ponto hipotético no qual se considera que toda a massa do sistema físico pode ser concentrada. Ou seja, é como se todas as forças externas pudessem ser aplicadas nesse ponto. Veja o que é e como calcular em figuras planas e não planas, além de videoaulas e exercícios sobre o assunto.

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O que é o centro da massa

O centro de massa é um ponto hipotético de um sistema físico. Nele, considera-se que toda a massa do sistema está concentrada. Dessa forma, pode-se simplificar o entendimento de um corpo (ou sistema) assimétrico para esse ponto.

Dessa forma, a suposição desse tipo de ponto hipotético de um corpo é importante para facilitar o estudo do movimento dos corpos. Afinal, com essa suposição, entende-se que todas as forças externas estão sendo aplicadas nesse ponto.

Por ser um ponto hipotético, suas coordenadas dependerão da forma do sistema físico em questão. Ou seja, a posição desse ponto no espaço dependerá das dimensões do sistema físico considerado.

Como calcular

Para figuras simétricas, o ponto hipotético que concentra toda a massa do corpo está localizado em um ou mais eixos de simetria da figura geométrica. Veja como esse cálculo é feito em figuras planas e não planas:

Em figuras planas

• Retângulo: o centro de massa está localizado no ponto comum dos eixos de simetria dessa figura.
• Círculo: nesse caso, o centro de massa corresponde ao centro geométrico da figura.
• Triângulo equilátero: para triângulos, o centro de massa equivale ao baricentro dessa figura.
• Quadrado: assim como no retângulo, basta encontrar o ponto comum entre os eixos de simetria.

Em figuras não planas

Em figuras não planas, como o cilindro, esse cálculo exige um formalismo matemático maior. Ou seja, está além dos conhecimentos matemáticos trabalhados no Ensino Médio. Afinal, apesar de a figura ser simétrica, não é possível afirmar que a distribuição de massa também será simétrica. Contudo, caso a figura seja totalmente simétrica, o centro de massa será igual ao centro geométrico.

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Compreender a localização e o cálculo desse ponto é fundamental para o estudo da estática de corpos extensos. Esse fenômeno é muito presente nas áreas da engenharia e da arquitetura.

Centro da massa e centro da gravidade

O centro de massa é o ponto hipotético no qual se supõe a concentração total da massa do corpo. Por sua vez, o centro de gravidade também é um ponto hipotético, onde se supõe a concentração do peso do corpo.

Vídeos para entender melhor sobre centro de massa

Esse tema é muito importante no estudo da dinâmica dos corpos extensos. Como sua visualização pode ser um pouco abstrata, é importante conhecer mais e estudar a fundo esse conceito físico. Acompanhe as videoaulas a seguir:

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Centro de gravidade e estática

Aqui, o professor Marcelo Boaro explica o que são o centro de massa e o centro de gravidade. Além disso, ele explica como determinar esse ponto para um sistema de partículas, para figuras planas e corpos não homogêneos. No fim do vídeo, o docente resolve um exercício de aplicação.

Experimento sobre o centro de massa

Um ponto que pode concentrar toda massa está presente em todos os corpos extensos. Isso faz com que até o ser humano possua um ponto assim. Para visualizar como isso pode influenciar em nosso equilíbrio, assista ao experimento feito pelos professores Cláudio Furukawa e Gil Marques.

O ponto de equilíbrio

É comum ver, na internet, vídeos de objetos sendo equilibrados das maneiras mais inusitadas possíveis. Isso acontece com o domínio do ponto de equilíbrio. O canal O Incrível Pontinho Azul ensina como compreender melhor de que modo isso acontece.

O entendimento do centro de massa e do centro de gravidade é fundamental para a compreensão da dinâmica dos corpos extensos. Afinal, esses pontos podem auxiliar na simplificação e no estudo do movimento desses objetos. Pensando nisso, veja mais sobre estática!

Referências