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1 Prof. Raphael Carvalho. LIVRO: MECÂNICA CAPÍTULO 5: Fornece uma introdução do conceito. CAPÍTULO 6: Explica o processo vetorial de soma das forças.

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1 1 Prof. Raphael Carvalho

2 LIVRO: MECÂNICA CAPÍTULO 5: Fornece uma introdução do conceito. CAPÍTULO 6: Explica o processo vetorial de soma das forças. CAPÍTULO 7: Aplicações do processo vetorial de soma das forças a partir de situações de equilíbrio. CAPÍTULO 8: Explica os conceitos inerentes às forças mais comuns encontradas na mecânica. CAPÍTULO 10: 1ª e 2ª Leis de Newton. CAPÍTULO 12: 3ª Lei de Newton.

3 M ECÂNICA – C INEMÁTICA - D INÂMICA Mecânica –É a ciência que tem como objetivo o estudo dos movimentos. Cinemática - apenas descreve o movimento, sem investigar suas causas. Dinâmica – Pesquisa e estuda as causas que produzem e modificam os movimentos.Na Dinâmica aparece uma série de conceitos bastante intuitivos em nossa vida tais como: Força e Energia. 3

4 C ONCEITO D INÂMICO DE F ORÇA A Força é a CAUSA que tem, como EFEITO DINÂMICO, a aceleração. Se um corpo possui aceleração, existe uma força responsável por esta aceleração. Retirada a FORÇA, no mesmo instante, desaparece a ACELERAÇÃO. 4

5 O BSERVAÇÕES Como a aceleração é uma grandeza vetorial, então a FORÇA, também, é uma GRANDEZA VETORIAL. 5 (causa) (efeito) F a /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

6 C LASSIFICAÇÃO DAS FORÇAS a) FORÇAS DE AÇÃO À DISTÂNCIA (OU DE CAMPO) São aquelas que atuam sobre os corpos mesmo quando não existe o contato entre eles. As forças de ação à distância atuam numa região do espaço denominada de CAMPO. Exs: a) Força Gravitacional (Peso) força exercida pela Terra sobre um corpo de massa m. Características: Módulo: P = m. G Direção: Vertical Sentido: Para baixo b) For.Elétrica:(Prótons /elétrons) c) Força Magnética: (Imãs)

7 E X. F ORÇA P ESO (P) a) 7 TERRA A B C D p p p p ///////////////////////////////////////////////////// p P b) c) /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

8 F ORÇAS DE C ONTATO São aquelas que só atuam sobre os corpos se existir o contato entre eles. Ex: NORMAL, TRAÇÃO, FORÇA DE ATRITO, FORÇA ELÁSTICA... FORÇA NORMAL (N) – É a força exercida pela superfície em que o corpo está apoiado. Ela atua PERPENDICULAR a superfície, em que o corpo se encontra. 8

9 FORÇA NORMAL a) 9 N NN c) N N N N N

10 F ORÇA DE T RAÇÃO OU T ENSÃO (T) É uma força exercida através de um fio ou de uma corda. Ex: a) b) c) 10 A /////////////////// ///////////////////////////////// B B A d) T T T T2T2 T1T1 T T T T

11 11 Força de Tração e Compressão São forças que atuam em objetos sólidos.São forças que atuam em objetos sólidos. Tração (T): Atua no sentido de alongar a barra.Tração (T): Atua no sentido de alongar a barra. Compressão (C): Atua no sentido de diminuir o comprimento da barra.Compressão (C): Atua no sentido de diminuir o comprimento da barra. /////////////////////////////////////////////////////////////////// T T ///////////////////////////////////////////////////////////////////// T T T

12 Força de Atrito Denomina-se atrito a resistência que os corpos em contato oferecem ao movimento. Temos os seguintes casos: Denomina-se atrito a resistência que os corpos em contato oferecem ao movimento. Temos os seguintes casos: Força de atrito estática: Força de atrito estática: Reação normal do apoio N P F a t F fat = µe.N µeµe Coeficiente atrito estático N N(Sentido da eminência movimento)

13 Força de atrito dinâmica N P f at F F a t = µd. N µdµd Coeficiente atrito dinâmico N N Reação normal do apoio OBS: A força de atrito entre dois corpos em contato é tangente à superfície de contato e tem sentido oposto ao do movimento (ou à tendência de movimento) relativo entre as superfícies. (Sentido do Movimento)

14 P RINCÍPIOS DA D INÂMICA (A S LEIS DE N EWTON ) Princípio da Inércia ou 1ª. lei de Newton Um ponto material isolado está em REPOUSO ou em MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORME. Um corpo, livre da ação de forças, se mantém em equilíbrio,por INÉRCIA. Um ponto material não pode, por si só, mudar sua velocidade vetorial. 14

15 O que é inércia de um corpo? A inércia de um corpo é a propriedade que esse corpo tem de resistir à mudança de sua velocidade.A velocidade de um corpo somente é alterada, quando aplica-se sobre ele uma força. Pode-se então dizer que:A inércia de um corpo é a propriedade que esse corpo tem de resistir à mudança de sua velocidade.A velocidade de um corpo somente é alterada, quando aplica-se sobre ele uma força. Pode-se então dizer que: Se o corpo estiver em repouso deverá, por inércia,permanecer em repouso.Se o corpo estiver em repouso deverá, por inércia,permanecer em repouso. Se o corpo estiver em MRU,deverá, por inércia, manter esse movimento.Se o corpo estiver em MRU,deverá, por inércia, manter esse movimento.

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19 Um corpo em movimento tende a permanecer em movimento

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23 Ex: Por que um corpo lançado com velocidade Vo 0 numa superfície plana horizontal ele para? Isso ocorre pois, em geral, há duas forças se opondo ao movimento: a força de resistência do ar (F ar ) e uma força de atrito ( F a t ) que a superfície exerce no bloco. Se conseguirmos eliminar as duas, o bloco deveria prosseguir com Vo (cte). F a t F ar Sentido do movimento

24 Ex: Quando você encontra-se no interior de um ônibus com V (c t e) relativo solo, o que ocorre se o motorista brecar de vez? Resp:Você tende, por inércia, manter a mesma velocidade V em relação ao solo.Assim você é projetado para frente. 24

25 Ex: E se você estiver dentro de um ônibus, onde V = 0 (repouso), em relação ao solo, o que ocorre se ele arrancar? Resp: Você tende, por inércia, manter a mesma velocidade V (repouso) em relação ao solo. Assim você é projetado para trás.

26 Por que numa curva, você é projetado para um lado do veículo? O auto move-se em linha reta com V constante em relação ao solo.Se ele de repente entra em uma curva, você, por inércia, tende a prosseguir em linha reta com a mesma velocidade V que o auto possuía. O Auto consegue fazer a curva porque a estrada aplica uma força de atrito nas rodas que lhe muda a direção.

27 Princípio Fundamental da Dinâmica (ou 2ª. Lei de Newton) A RESULTANTE (Fr ou R) das forças que agem sobre um corpo é igual ao produto de sua massa (m) pela aceleração (a) adquirida. A RESULTANTE (Fr ou R) das forças que agem sobre um corpo é igual ao produto de sua massa (m) pela aceleração (a) adquirida. Fr = m.a Fr = m.a OBS: a) A aceleração adquirida pelo corpo sempre possui a mesma DIREÇÃO e SENTIDO da força resultante. b)A unidade da força no S.I. é: N (newtons) b)A unidade da força no S.I. é: N (newtons)

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30 O que é 1 Newton? É a unidade da força no sistema MKS (ou S.I.). 1 N é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 1 m / s². É a unidade da força no sistema MKS (ou S.I.). 1 N é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 1 m / s². a = 1 m / s² F = 1 N M = 1 kg 1 N = 1 kg x 1 m / s²

31 O QUE É 1 DINA ? É a unidade da força no sistema CGS. 1 dina é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1g uma aceleração de 1cm / s². 31 a = 1 cm / s² M = 1 g F = 1 dina 1 dina = 1 g x 1 cm / s²

32 O que é 1 kilograma - força(k.g.f)? É a unidade do sistema MkgfS. 1 kgf é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 9,8 m / s². m = 1 kg F = 1 kgf a = 9,8 m / s² 1 kgf = 1 kg x 9,8 m / s² É a unidade do sistema MkgfS. 1 kgf é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 9,8 m / s².

33 R ELAÇÃO ENTRE NEWTON E DINA 1 N = 1 kg x 1 m / s² = 1 000g x 100cm/s² = g x cm / s² = 10 5 g x cm / s² = 10 5 dina Logo 1 N = 10 5 dina 33

34 Relação entre KILOGRAMA-FORÇA e NEWTON 1 kgf = 1 kg x 9,8 m / s² = 9,8 ( 1 kg x 1 m/ s²) = 9,8 ( 1 kg x 1 m/ s²) = 9,8 N. = 9,8 N. Logo: 1 kgf = 9,8 N Logo: 1 kgf = 9,8 N

35 Terceira Lei de Newton Principio da ação e reação Principio da ação e reação A toda ação corresponde uma reação, de mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto. A toda ação corresponde uma reação, de mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto. Sempre que um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, este reage exercendo em A uma outra força, de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário. Sempre que um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, este reage exercendo em A uma outra força, de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário.

36 AÇÃO E REAÇÃO OBS : Ação e Reação são forças que nunca se anulam pois sempre agem em corpos diferentes. Ex: A Terra atrai os corpos com uma força, que é o peso do corpo (ação).Por este princípio, o corpo atrai a Terra com força de mesma intensidade e direção, mas com sentido oposto (reação). Ex: Quando chutamos uma bola, aplicamos uma força (ação) sobre ela que é correspondida com outra força (reação) aplicada sobre nosso pé. 36

37 AÇÃO E REAÇÃO: Forças de ação e reação atuam em corpos diferentes.

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