Beer e Johnston - Mecânica Vetorial para Engenheiros - Dinâmica - 9 ed. - eBook

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Prefácio
amplos dos problemas considerados e ao acentuar os métodos de aplicação
geral, atingiu-se uma maturidade definitiva de abordagem. Por exemplo,
o conceito de energia potencial é discutido no contexto geral de força
conservativa. Além disso, o estudo do movimento plano de corpos rígidos
foi projetado para conduzir naturalmente ao estudo de seu movimento
mais geral no espaço. Isso é verdadeiro tanto em cinemática como em
cinética, onde o princípio de equivalência de forças efetivas e externas é
aplicado diretamente à análise do movimento plano, facilitando, assim, a
transição para o estudo do movimento tridimensional.
Princípios fundamentais são apresentados no contexto de aplicações
simples. O fato de a mecânica ser essencialmente uma ciência
dedutiva, baseada em poucos princípios fundamentais, é acentuado.
As derivações são apresentadas em sua sequência lógica e com todo o
rigor permitido neste nível. Entretanto, como o processo de aprendizagem
é amplamente indutivo, as aplicações simples são consideradas em
primeiro lugar. Por exemplo:
• A cinemática de partículas (Cap. 11) precede a cinemática de corpos
rígidos (Cap. 15).
• Os princípios fundamentais da cinética de corpos rígidos são apli cados
primeiro à solução de problemas bidimensionais (Caps. 16 e 17), que
podem ser mais facilmente visualizados pelo estudante, enquanto os
problemas tridimensionais são abordados somente no Cap. 18.
A apresentação dos princípios de cinética é unificada. A
nona edição de Mecânica Vetorial para Engenheiros manteve a apresentação
unificada de cinética que caracterizou as oito edições anteriores.
Os conceitos de quantidade de movimento linear e angular são
introduzidos no Cap. 12 de modo que a segunda lei de Newton do
movimento possa ser apresentada não apenas em sua forma convencional
F = ma, mas também como uma lei que relaciona, respectivamente,
a soma das forças que agem sobre uma partícula e de seus
momentos às taxas de variação da quantidade de movimento linear e
angular da partícula. Isso torna possível introduzir antecipadamente
o princípio de conservação da quantidade de movimento angular e
discutir de maneira mais significativa o movimento de uma partícula
sujeita a uma força central (Seção 12.9). Mais importante ainda, essa
abordagem pode ser prontamente estendida ao estudo do movimento
de um sistema de partículas (Cap. 14) e leva a um tratamento mais
conciso e unificado da cinética de corpos rígidos bi e tridimensionais
(Caps. de 16 a 18).
Diagramas de corpo livre são usados tanto para resolver problemas
de equilíbrio como para expressar a equivalência de
sistemas de forças. Diagramas de corpo livre foram previamente
introduzidos em estática e sua importância é enfatizada ao longo de
todo o livro. Eles foram usados não apenas para resolver problemas de
equilíbrio, mas também para expressar a equivalência de dois sistemas
de forças ou, de modo geral, de dois sistemas de vetores. A vantagem
dessa abordagem torna-se aparente no estudo da dinâmica de corpos rígidos,
onde é usada para resolver tanto problemas tridimensionais como
bidimensionais. Ao dar maior ênfase às “equações baseadas no diagrama
de corpo livre” do que às equações algébricas do movimento, é possí-