Física I Mecânica Alberto Tannús II 2010

Tipler&Mosca, 5a Ed. Capítulo 5 Aplicações das Leis de Newton Atrito; Movimento circular; Forças de arraste.

Movimento Circular Aceleração centrípeta

Exemplo Um satélite se move a velocidade constante numa orbita circular em relação ao centro da Terra, e próximo da sua superfície. Se a aceleração é 9.81 m/s2, encontre: Sua velocidade; O tempo necessário a uma revolução completa (período de rotação).

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Façam vocês: Um carro percorre uma curva de raio 40 m, a uma velocidade de 48 km/h Qual é sua aceleração centrípeta? Quem promove esta aceleração? Para uma massa de 1200 kg, e um coeficiente de atrito estático entre o solo e as rodas de ms = 0.5, esta curva poderia ser feita?

Força centrípeta Força responsável pelo surgimento da aceleração centrípeta: Pode ser uma força de contato (corda, fio, atrito etc.) ou uma força de ação a distância (eletromagnética, gravitacional etc.); Característico de uma Força Central.

Exemplo Um balde com água é girado verticalmente como um círculo de raio r. Encontre a força exercida pelo balde na água, no topo do movimento; Encontre o mínimo valor de vt para que a água ainda permaneça no balde, sem derramar; Encontre a força exercida pelo balde na água, na parte mais baixa do movimento, onde a velocidade do balde é vb.

S:

Observações:

Referenciais não-inerciais Pseudo-forças; Carrossel; Ciclones, ralos, Coriolis;

Exemplo Uma bola de socar de massa m está suspensa por uma corda de comprimento L e viaja a uma velocidade constante v em uma trajetória circular de raio r. A corda faz um ângulo q dado por q = r/L, como mostra a figura. Encontre: A tensão na corda; A velocidade da bola.

Este sistema é denominado Pendulo Cônico

Exemplo: Num teste de derrapagem, uma BMW 530i foi capaz de viajar em um círculo de raio 45.7 m em 15.2 s sem deslizar lateralmente. Supondo v constante, qual é a aceleração centrípeta? Ainda assim, qual é o mínimo valor do coeficiente de atrito estático?

S:

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Forças de arrasto Sólido movendo-se em gás; Sólido em líquido; Bolha de gás movendo-se em líquido; Todos sofrem arrasto (atrito). Baixas velocidades: fa  v; Altas velocidades: fa  v2 ;

Modelo: fa  b.vn Pára-quedas: b grande; Carro: b pequeno

Exemplo Uma Skydiver de massa igual a 64 kg atinge a velocidade terminal de 180 km/h com suas pernas e braços abertos. Qual é a magnitude da força de arrasto vertical da pessoa? Se a força de arrasto é igual a b.v2, qual o valor de b?

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