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Física I Mecânica Alberto Tannús II 2010. Tipler&Mosca, 5 a Ed. Capítulo 4 Forças na Natureza; Forças na Natureza;

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1 Física I Mecânica Alberto Tannús II 2010

2 Tipler&Mosca, 5 a Ed. Capítulo 4 Forças na Natureza; Forças na Natureza;

3 Forças que ocorrem na Natureza Forças Fundamentais: Força Gravitacional; Força Gravitacional; Força Eletromagnética; Força Eletromagnética; Força Nuclear Forte (Hadrônica); Força Nuclear Forte (Hadrônica); Força Nuclear Fraca Força Nuclear Fraca

4 Força Gravitacional

5 Força Eletromagnética

6 Força Nuclear Forte mc 2

7 Força Nuclear Fraca

8 Ação à distância Gravidade; Gravidade; Eletromagnetismo; Eletromagnetismo; Conceito de Campo como agente de mediação. Conceito de Campo como agente de mediação.

9 Forças de contato São forças eletromagnéticas, agindo em nível molecular e atômico; São forças eletromagnéticas, agindo em nível molecular e atômico;

10 Molas Forças restauradoras de deformação; Forças restauradoras de deformação; São também forças eletromagnéticas, que atuam entre as moléculas do material elástico; São também forças eletromagnéticas, que atuam entre as moléculas do material elástico; Modelo de estrutura molecular com esferas e molas.

11 Mola deformada e não deformada

12 F x =0 (x-x 0 = 0 )

13 F x negativa (x-x o > 0 )

14 F x positiva (x-x o < 0 )

15 Em todos os casos: Há um limite para a deformação em que se pode considerar a relação entre força e deformação como linear; Há um limite para a deformação em que se pode considerar a relação entre força e deformação como linear; Forças dessa natureza são consideradas conservativas. Forças dessa natureza são consideradas conservativas. Além deste limite, diz-se que os sistemas apresentam deformação permanente, ou plástica, não satisfazendo a F=- k x ; Além deste limite, diz-se que os sistemas apresentam deformação permanente, ou plástica, não satisfazendo a F=- k x ; Forças dessa natureza são consideradas não-conservativas. Forças dessa natureza são consideradas não-conservativas.

16 Exemplo Considere a cesta de basquete como uma mola simples, deformada de 15 cm para baixo da horizontal pelo peso do jogador, que é de 110 kg, logo após uma enterrada (suposta condição de equilíbrio). Qual é a constante de mola k? Considere a cesta de basquete como uma mola simples, deformada de 15 cm para baixo da horizontal pelo peso do jogador, que é de 110 kg, logo após uma enterrada (suposta condição de equilíbrio). Qual é a constante de mola k?

17 R:

18 Diagramas de corpo livre Em y: Em x: Vínculo: trenó não passa do gelo

19 Exemplo Numa corrida, estudantes substituem cachorros ao puxar os trenós. A corrida é iniciada puxando os trenós com uma força de 150 N a 25º com a horizontal. A massa do trenó é de 80 kg e o atrito entre o trenó e o gelo é mínimo. Numa corrida, estudantes substituem cachorros ao puxar os trenós. A corrida é iniciada puxando os trenós com uma força de 150 N a 25º com a horizontal. A massa do trenó é de 80 kg e o atrito entre o trenó e o gelo é mínimo. Encontre a aceleração do trenó; Encontre a aceleração do trenó; Encontre a reação normal exercida pelo gelo no trenó. Encontre a reação normal exercida pelo gelo no trenó.

20 S:

21 Aceleração: Apenas as componentes horizontais aceleram o trenó (não há movimento vertical) Apenas as componentes horizontais aceleram o trenó (não há movimento vertical) A reação do gelo é menor que o peso do trenó! A reação do gelo é menor que o peso do trenó!

22 Regras gerais Faça um diagrama das forças atuando no objeto; Faça um diagrama das forças atuando no objeto; Isole o objeto de interesse, e desenhe o diagrama de corpo livre mostrando as forças externas que atuam no objeto; Isole o objeto de interesse, e desenhe o diagrama de corpo livre mostrando as forças externas que atuam no objeto; Faça um diagrama para cada objeto no problema; Faça um diagrama para cada objeto no problema; Escolha um sistema de coordenadas adequado e aplique a Segunda Lei,, para cada componente (oriente um eixo com a aceleração); Escolha um sistema de coordenadas adequado e aplique a Segunda Lei,, para cada componente (oriente um eixo com a aceleração); Resolva as equações resultantes; Resolva as equações resultantes; Verifique a plausibilidade dos resultados. Verifique a plausibilidade dos resultados.

23 Dois ou mais objetos Faça um diagrama para cada objeto no problema; Faça um diagrama para cada objeto no problema; Escolha um sistema de coordenadas adequado e aplique a Segunda Lei,, para cada componente e para cada objeto; Escolha um sistema de coordenadas adequado e aplique a Segunda Lei,, para cada componente e para cada objeto; Resolva simultaneamente as equações resultantes. Resolva simultaneamente as equações resultantes.

24 Exemplo Construindo uma estação espacial, você empurra uma caixa de massa m 1 com uma força F, que está em contato com outra caixa de massa m 2 ; Construindo uma estação espacial, você empurra uma caixa de massa m 1 com uma força F, que está em contato com outra caixa de massa m 2 ; Qual é a aceleração das caixas? Qual é a aceleração das caixas? Qual é a força entre as caixas? Qual é a força entre as caixas?

25 S:


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