Forças e cargas nas estruturas — Engenharia, 11–13 anos
Uma estrutura mantém-se segura quando as forças passam pelas suas partes até ao chão, sem dobrar, deslizar ou partir.
As forças precisam de um caminho
Uma carga é um empurrão ou uma tracção que uma estrutura tem de suportar, como pessoas num chão ou neve num telhado. A estrutura transmite essa força por vigas, uniões e apoios até ao chão. Cada parte tem de ser suficientemente forte e estar bem ligada para a força passar em segurança.
Porque os engenheiros seguem as cargas
Uma ponte pode parecer sólida e mesmo assim falhar se uma força não tiver por onde passar em segurança. Os engenheiros aprenderam a seguir as cargas porque a gravidade, o vento e os veículos em movimento empurram ou puxam constantemente as estruturas. Conhecer o caminho ajuda a colocar apoios e material onde são realmente necessários, em vez de engrossar tudo.
Uma prateleira com livros
Uma prateleira suporta 6 livros que pesam 2 newtons cada um, por isso a carga total é 6 × 2 = 12 newtons para baixo. A prateleira empurra os livros para cima e os suportes levam a força até à parede. Se um suporte suporta 7 newtons e o outro 5, juntos equilibram a carga de 12 newtons.
O peso não é a única força
Um erro comum é olhar apenas para o peso para baixo e esquecer o apoio para cima ou as forças laterais. É compreensível, porque o peso é fácil de ver num cálculo. Mas uma estrutura só é segura quando se consideram todos os empurrões e tracções importantes, incluindo o vento, o movimento e as forças nas uniões.
Onde importam os caminhos das cargas
Os caminhos das cargas são importantes em pontes, telhados, gruas, prateleiras e equipamentos de parques infantis. Também importam numa bicicleta: o teu peso passa pelo selim, quadro, rodas e pneus até à estrada. Os designers não usam esta ideia para explicar todas as falhas, mas ela é essencial para verificar como uma estrutura suporta uma força.
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