O Princípio de Arquimedes

Desde o começo das civilizações o homem estuda as propriedades dos materiais visando uma melhoria nas estruturas de suas construções. A resistência dos materiais vem desenvolvendo ao longo dos anos a partir de uma evolução de estudos iniciados há um longo tempo atrás. Os egípcios, por exemplo, já tinham grande conhecimento na área de resistência dos materiais, pois sem ela seria impossível a construção das pirâmides do Egito que até hoje são admiradas pela sua estrutura. Um tempo depois os gregos avançaram no estudo criando e utilizando princípios da estática, matéria base da resistência dos materiais. Arquimedes (281-212 a.C.) fez importantes descobertas em relação ao equilíbrio com o Principio de Arquimedes que diz que "todo corpo imerso em um fluido sofre ação de uma força (empuxo) verticalmente para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo" e o principio da alavanca que serve de ilustração até hoje para aplicação dos momentos de uma força em aulas de mecânica.

Mais tarde, os romanos contribuíram para a resistência dos materiais, pois além de monumentos e templos, elaboraram muitas estradas, pontes e fortes que estão mantidas até os dias de hoje. Um de seus maiores trunfos nas construções foram os arcos, que foram se desenvolvendo ao longo do tempo e pode-se notar que nos dias de hoje as estruturas são muito mais leves.

Leonardo da Vinci (1452 – 1519) se destacou no período renascentista como um grande cientista e engenheiro. Ele começou o estudo da resistência de vigas e gerou o postulado: “Em cada elemento que é apoiado, mas que é livre para se dobrar, e é de material e seção transversal uniformes, a parte que é mais distante dos apoios é a que vai mais se dobrar.” Então da Vinci propôs uma serie de testes em vigas, concluindo que a resistência de uma viga, apoiada em suas extremidades, varia inversamente com o seu comprimento e diretamente com a sua largura. Além disso, ele estudou vigas em balanço, afirmando que: “Quantas vezes o comprimento for diminuído, mais peso será possível aplicar do que na viga mais longa.”

Galileu Galilei com o livro “DUE NOVE SCIENZE”, publicado em 1638, dá início à história da Mecânica das estruturas. É a primeira publicação no campo das resistência dos materiais. No livro, ele conclui, que a resistência é proporcional à área da seção transversal da barra e independe do seu comprimento. Porém Galileu considera os materiais como sendo inelásticos. No estudo da barra sob tração esta consideração não compromete as conclusões, mas isto implicou em resultados errados em estudos como, por exemplo, de uma barra em balanço submetida a flexão.

Enquanto países da Europa continental seguiam na linha de pesquisa de Galileu, na Inglaterra cientistas discutiam hipóteses relativas à elasticidade dos corpos. Entre eles pode-se destacar William Petty. Em sua publicação de 1674, W.Petty menciona noções de elasticidade, mas faz isso dando como justificativa o livro do Gênese da Bíblia, etc. Embora seu trabalho não tenha valor científico, foi importante para ascender a discussão do assunto no meio científco.

Quem iniciou o estudo da elasticidade dos materiais, assim como é entendido hoje, foi Robert Hooke(1635-1703). Hooke foi o primeiro a demonstrar que muitos materiais elásticos apresentam deformação diretamente proporcional