FORÇAS MECÂNICAS.

Apresentação em tema: "FORÇAS MECÂNICAS."— Transcrição da apresentação:

1 FORÇAS MECÂNICAS

2 INTERAÇÕES À DISTÂNCIA
Interações entre dois corpos que se dá através de um agente transmissor de forças chamado CAMPO. Forças dessa natureza são chamadas FORÇAS DE CAMPO (exemplo: força peso ou gravitacional, força elétrica, força magnética).

3 INTERAÇÕES À DISTÂNCIA FORÇA PESO
Força com que um astro atrai outro corpo. Onde m e a massa do do corpo e g a acelaração da gravidade.

4 INTERAÇÕES DE CONTATO Quando dois sólidos comprimem um ao outro, a rigidez desses corpos, no sentido de impedir a interpenetração de suas moléculas, resulta na chamada FORÇA DE CONTATO.

5 INTERAÇÕES DE CONTATO PARA UM MELHOR ENTENDIMENTO DESSA INTERAÇÃO, A FORÇA DE CONTATO PODE, E NORMALMENTE DEVE, SER DECOMPOSTA EM DUAS.

6 INTERAÇÕES DE CONTATO Uma deve ser normal (perpendicular) à superfície de contato, que age no sentido de se opor à penetração, chamada FORÇA NORMAL devido a sua direção. É a componente da força de contato perpendicular à superfície de contato.

7 FORÇA NORMAL A força normal age sempre no sentido de empurrar os corpos, impedindo a interpenetração.

8 FORÇA DE ATRITO A força de atrito não existe sem a componente normal; ou seja, para que haja força de atrito, é necessário que haja uma compressão entre os corpos. A força de atrito tem sempre a mesma direção do deslizamento ou da tendência de deslizamento entre os corpos; é uma força de resistência ao movimento. O atrito pode ser DINÂMICO (ou cinético) ou ESTÁTICO.

9 ATRITO Meteoro entrando na atmosfera.
Nave espacial voltando para a atmosfera.

10 FORÇA DE ATRITO CINÉTICO
Ocorre quando houver deslizamento entre duas superfícies. Será sempre contrário ao movimento. Também chamado atrito dinâmico. N fAT F P 10

11 A força de atrito cinética é dada por fAT = μc.N
N→Força normal (neste caso tem mesmo módulo do peso). μc→Coeficiente de atrito cinético. Depende das duas superfícies em contato. 11

12 fAT = μc.N Lubrificantes reduzem o coeficiente de atrito.
Quando esta moça empurra o esfregão, a normal aumenta. Fy fAT = μc.N

13 EXEMPLO: Um corpo de massa m = 5 kg é puxado horizontalmente sobre uma mesa por uma força F = 15 N. O coeficiente de atrito entre o corpo e a mesa é μC= 0,2. Determine a aceleração do corpo. Considere g = 10 m/s2. 13

14 N fAT F P μC = 0,2 N = P = 50 N F = 15 N 14

15 RESOLUÇÃO FAT = μC.N FR = m.a FAT = μC.m.g F – FAT = m.a
FAT = 10 N FR = m.a F – FAT = m.a 15 – 10 = 5.a a = 1 m/s2 15

16 Carro freando 16

17 Força de Atrito Estático
Ocorre quando não há deslizamento entre duas superfícies. Será sempre contrário à tendência de movimento. f AT máx = μE.N fAT fAT 17

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19 EXEMPLO No exemplo abaixo, o coeficiente de atrito estático vale 0,5 e a massa do bloco vale 10 kg. Usando g = 10 m/s2, determine a força de atrito entre o bloco e a superfície para cada valor de F. 19

20 N fAT F P fAT máx = μE.N fAT máx = μE.m.g fAT máx = 50 N
20

21 Lembre-se: neste caso fAT MÁX = 50 N !!!
F aplicada (N) FAT (N) Estado de movimento repouso 10 10 repouso 30 30 repouso 50 50 fAT < 50 50,01 movimento movimento 60 fAT cinético > fAT estático

22 Identifique os corpos com os quais o apagador interage.
Faça uma figura mostrando todas as forças agindo no apagador. Se a massa do apaga- dor é 100g e e=0,4, qual a força aplicada pelo professor que mantém o apagador na iminência do movimento? Se a força aplicada aumentar, o que acontece com o apagador?

23 A força de atrito (tal como todas as forças) é uma grandeza vetorial e caracteriza-se por um ponto de aplicação, uma direção, um sentido e uma intensidade ou valor. O atrito pode ser útil ou prejudicial conforme as diferentes situações em que atua. Atrito prejudicial: O atrito entre os móveis e o chão dificulta o seu movimento. O atrito entre as peças de uma máquina provoca o seu desgaste.

24 Atrito útil: O atrito entre os pneus dos carros e o solo permite-lhes acelerar, travar e parar. O atrito entre os sapatos e o chão permite-nos andar. O atrito entre os objetos e as mãos permite segurá-los. O atrito entre a borracha e o papel permite apagar os riscos do lápis. O atrito entre o giz e o quadro permite escrever.

25 Para diminuir o atrito pode-se:
Sempre que se diminui o atrito, durante o movimento de um sistema, aumenta-se a eficiência na transferência de energia para o sistema.

26 Para aumentar o atrito pode-se:
Sempre que se aumenta o atrito, durante o movimento de um sistema, diminui-se a eficiência na transferência de energia para o sistema.

27 FORÇA DE TRAÇÃO É a força que surge num fio quando ele é tracionado pelas extremidades. Se o fio for ideal, então a força exercida numa extremidade é integralmente transmitida à outra extremidade.

28 FORÇA DE ATRITO ESTÁTICO E DINÂMICO

29 FORÇA ELÁSTICA Força que surge quando um corpo interage com uma mola, comprimindo- a ou distendendo-a.

30 LEI DE HOOK Relaciona a deformação sofrida por uma mola com a força nela aplicada e a sua natureza, expressa pela chamada constante elástica da mola. F = k.x 30

31 x→ deformação da mola (m, cm, mm, …)
k → constante elástica da mola (N/m;dina/cm;kgf/m) F → Força aplicada (N;dina;kgf) 31

32 Veja como uma mola deforma com a força:
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33 EXEMPLO: Uma das extremidades de uma mola ideal, de constante elástica N/m, está presa em um suporte. Na outra extremidade da mola tem-se um bolo dependurado e em equilíbrio. Sabendo que o bloco provocou uma deformação de 5 cm na mola, determine o peso do bloco.

34 Resolucao: K= 1000 N/m X = 5 cm = 0,05 m F = ? F = k.x F = ,05 F = 50 N Como F=P, entao P= 50 N

35 1°) Um corpo de 10kg, em equilíbrio, está preso à extremidade de uma mola, cuja constante elástica é 150N/m. Considerando g=10m/s², qual será a deformação da mola?

36 2°) Um corpo de 320kg, em equilíbrio, está preso à extremidade de uma mola, cuja constante elástica é 1500N/m. Considerando g=9,8m/s², qual será a deformação da mola?

37 3°) Uma mola tem constante elástica k=2,5kN/m
3°) Uma mola tem constante elástica k=2,5kN/m. Quando ela for comprimida de 12cm, qual será a força elástica dela?

38 4°) A uma mola não deformada, de comprimento 30 cm e constante elástica 10N/cm, aplica-se um peso se 25 N. a) Qual o elongamento sofrido pela mola? b) determine o comprimento final da mola.

39 PLANO INCLINADO É uma máquina simples, como os sistemas de roldanas e as alavancas. 39

40 θ Px = P.senα Py = P.cosα 40

41 No limite temos Py

42 Exercício 1: Um bloco é lançado no ponto A, sobre uma superfície horizontal com atrito, e desloca-se para C. O diagrama que melhor representa as forças que atuam sobre o bloco, quando esse bloco está passando pelo ponto B, é:

43 Exercício 2: Durante uma mudança, Seu João arrasta um armário de m=120 kg, empurrando este armário horizontalmente. Visto que o coeficiente de atrito entre o armário e o chão vale 0,4 determine a força que este senhor precisa fazer para manter seu movimento. Use g=10m/s2.

44 Exercício 3: Um menino deseja deslocar um bloco de madeira sobre o chão horizontal puxando uma corda amarrada ao bloco. Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a madeira e o chão vale 0,4, que a massa do bloco é 42 kg e que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2, qual a intensidade da força que o menino deve puxar a corda para deslocar o bloco, se a direção da corda forma com o chão um ângulo de 60o ?

45 Exercício 4: Um corpo de massa 12kg é abandonado sobre um plano inclinado formando 30° com a horizontal. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano é 0,2. Qual é a aceleração do bloco?

46 Questão 05) Um homem empurra uma mesa com uma força horizontal , da esquerda para a direita, movimentando-a neste sentido. Um livro solto sobre a mesa permanece em repouso em relação a ela.

47 Questão Considerando a situação descrita, assinale
a(s) proposição(ões) correta(s). 01. Se a mesa deslizar com velocidade constante, a força de atrito sobre o livro não será nula. 02. Como o livro está em repouso em relação à mesa, a força de atrito que age sobre ele é igual, em módulo, à força . 04. Se a mesa deslizar com aceleração constante, atuarão sobre o livro somente as forças peso, normal e a força .

48 Questão 08. Se a mesa deslizar com aceleração constante, a força de atrito que atua sobre o livro será responsável pela aceleração do livro. 16. Se a mesa deslizar com velocidade constante, atuarão somente as forças peso e normal sobre o livro. 32. Se a mesa deslizar com aceleração constante, o sentido da força de atrito que age sobre o livro será da esquerda para a direita.

49 Questão – Resolução 01. Incorreta. Se a velocidade for constante, a força resultante sob o livro é zero. Logo, as forças que atuam sobre o livro são o peso e a força normal.

50 Questão – Resolução 02. Incorreta. Fr = m . a
Fmesa = (mmesa + mlivro) . a Flivro = mlivro . a

51 Questão – Resolução 04. Incorreta. As forças que atuam no livro são a força peso, a força normal e a força de atrito. 08. Correta. 16. Correta. 32. Correta. Resposta: 56 ( )