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FACULDADE MAURÍCIO DE NASSAU CAMPINA GRANDE – PB ALUNA: ANDREZZA DA SILVA GONÇALVES MATRÍCULA: 04023718 2º PERIODO – MANHÃ · FORÇA DE ATRITO A força de atrito corresponde a força exercida entre duas superfícies que estão em contato. Dessa forma, a força atrito possui direção, sentido e módulo, sendo uma força de oposição à tendência do escorregamento. Portanto, a força atrito é uma força que opõem-se ao movimento do corpo ou dos objetos, tentando impedi-lo, uma vez que ela é fruto das irregularidades entre duas superfícies que estejam em contato. Logo, quanto maior às rugosidades apresentadas nas superfícies, maior será a força de atrito e maior oposição ao movimento. Importante destacar que por mais lisa que seja determinada superfície, ela terá uma força atrito. Podemos classificar o atrito em dois tipos: ATRITO ESTÁTICO e ATRITO DINÂMICO. · Atrito estático: Ocorre quando aplicamos uma determinada força num objeto muito pesado e não conseguimos movimentá-lo. Isso ocorre porque o objeto nos responde com uma força de mesma intensidade, mas em sentido oposto ao nosso movimento, impedindo que esse objeto se mova. Quanto mais força aplicamos ao objeto maior será o seu atrito estático para que ele não se mova, até um certo ponto ou intensidade dessa força. Para calcular o coeficiente do atrito estático utilizamos a seguinte fórmula: Fat estático = Ue . N ONDE N É A FORÇA APLICADA NO OBJETO. · Atrito Dinâmico: Quando aplicamos uma determinada força num objeto, ele se movimenta, sabemos que ali existe o atrito dinâmico, que permite esse objeto se movimentar. De forma geral, a intensidade do atrito dinâmico é menor em relação ao atrito estático. Para calcular o coeficiente do atrito dinâmico utilizamos a seguinte fórmula: Fat dinâmico: Ud . N QUESTÕES (ATRITO) 01- O bloco da figura, de massa 5 Kg, move-se com velocidade constante de 1,0 m/s num plano horizontal, sob a ação da força F, constante e horizontal. Se o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano vale 0,20, e a aceleração da gravidade, 10m/s2, então o módulo da força F, em Newtons, vale: 02 Um homem puxa um objeto de 40 kg ao longo de uma calçada plana e totalmente horizontal e aplica sobre ela uma força de 80 N. Sabendo que o objeto move-se com velocidade constante, determine o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o solo. Dados: Adote a aceleração da gravidade como 10 m/s2. 03 Marque a alternativa correta a respeito da força de atrito. a) A força de atrito sempre é oposta ao movimento dos objetos. b) O coeficiente de atrito estático é menor que o coeficiente de atrito dinâmico (cinético). c) Se um objeto estiver em uma superfície horizontal, a força de atrito será determinada pelo produto do coeficiente de atrito pelo valor do peso do corpo. d) Se um objeto estiver parado sobre um plano inclinado, a força de atrito será igual à componente da força peso escrita sobre o eixo x e determinada por PX = P. cos θ. e) Todas as alternativas estão incorretas. 04 Um motorista conduzia seu automóvel de massa 2 000 kg que trafegava em linha reta, com velocidade constante de 72 km/h, quando avistou uma carreta atravessada na pista. Transcorreu 1 s entre o momento em que o motorista avistou a carreta e o momento em que acionou o sistema de freios para iniciar a frenagem, com desaceleração constante igual a 10 m/s2. Antes de o automóvel iniciar a frenagem, pode-se afirmar que a intensidade da resultante das forças horizontais que atuavam sobre ele era a) nula, pois não havia forças atuando sobre o automóvel. b) nula, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos com intensidades iguais. c) maior do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos, sendo a força aplicada pelo motor a de maior intensidade. d) maior do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam no mesmo sentido com intensidades iguais. e) menor do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos, sendo a força de atrito a de maior intensidade. 05 Um bloco de madeira pesa 2,0 . 103N. Para deslocá-lo sobre uma mesa horizontal, com velocidade constante, é necessário aplicar uma força horizontal de intensidade 1,0 . 102N. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a mesa vale: · PLANO INCLINADO O plano inclinado é um tipo de superfície plana, elevada e inclinada, por exemplo, uma rampa. · Plano Inclinado sem Atrito Existem 2 tipos de forças que atuam nesse sistema sem atrito: a força normal (força vertical para cima) e a força peso (força vertical para baixo). Note que elas possuem direções diferentes. A força normal atua perpendicularmente à superfície de contato. Para calcular a força normal numa superfície plana, utiliza-se a fórmula: N = m. g Sendo, N: força normal m: massa do objeto g: gravidade Já a força peso, atua em virtude da força da gravidade que “puxa” todos os corpos da superfície em direção ao centro da Terra. Ela é calculada pela fórmula: P = m. g Onde: P: força peso m: massa g: aceleração da gravidade · Plano Inclinado com Atrito Quando há o atrito entre o plano e o objeto temos mais uma força atuante: a força atrito. Para calcular a força atrito utiliza-se a expressão: Fat=µ.N Onde: Fat: força de atrito µ: coeficiente de atrito N: força normal Obs: O coeficiente de atrito (µ) dependerá do material de contato entre os corpos. · Aceleração no Plano Inclinado No plano inclinado há uma altura correspondente a elevação da rampa e um ângulo formado em relação à horizontal. Nesse caso, a aceleração do objeto é constante devido as forças atuantes: peso e a normal. Para determinar o valor da aceleração num plano inclinado, precisamos encontrar a força resultando, decompondo a força peso em dois planos (x e y). Logo, as componentes da força peso: Px: perpendicular ao plano Py: paralelo ao plano Para encontrar a aceleração no plano inclinado sem atrito, utiliza-se as relações trigonométricas do triângulo retângulo: Px = P . sen θ Py = P . cos θ De acordo com a segunda Lei de Newton: F = m . a Onde, F: força m: massa a: aceleração Logo, Px = m .a P . sen θ = m .a m . g . sen θ = m .a a = g . sen θ Assim, temos a fórmula da aceleração utilizada no plano inclinado sem atrito, a qual não dependerá da massa do corpo. QUESTÕES (PLANO INCLINADO) 01- Um bloco de massa igual a 1,0 kg repousa em equilíbrio sobre um plano inclinado. Esse plano tem comprimento igual a 50 cm e alcança uma altura máxima em relação ao solo igual a 30 cm. Calcule o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano inclinado. 02 - Um bloco se apóia sobre um plano inclinado, conforme representado no esquema: Dados: sen 30° = 0,5 Se o bloco tem peso de 700N, a menor força de atrito capaz de manter o bloco em equilíbrio sobre o plano é: 03 - Um garoto de 30 kg deitado sobre um esqui desce, a partir do repouso, um declive de 4,0 m de altura e forma um ângulo de 30º com a horizontal, conforme indica a figura. Ao chegar à base, possui uma velocidade de 2 m/s. Qual o coeficiente de atrito entre a lâmina do esqui e a superfície gelada? (Considere g = 10 m/s²) 04 - No plano inclinado da figura, os corpos A e B, cujos pesos são de 200N e 400N, respectivamente, estão ligados por um fio que passa por uma polia lisa. O coeficiente de atrito entre os corpos e o plano é 0,25. Determine a intensidade da força de modo que o movimento se torne iminente. Considere g=10m/s2, cos30°=0,87 e sen30°=0,5. 05 - Com relação aos planos inclinados, podemos afirmar: ( ) ângulo crítico é o ângulo formado entre o plano inclinado e a horizontal, utilizado para calcular o coeficiente de atrito cinético entre o plano e o corpo que o desce com velocidade constante. ( ) quanto menor o ângulo do plano inclinado, menor será o coeficiente de atrito entre o corpo e o mesmo. ( ) a aceleraçãode um corpo que desce um plano inclinado, sem atrito, depende da massa desse corpo. ( ) a aceleração de um corpo que desce um plano inclinado, sem atrito, depende do ângulo do plano e da localidade em que ele se encontra. · FORÇAS EM TRAJETÓRIAS CURVAS Forças em trajetórias curvilíneas Sempre que um objeto realiza uma trajetória curva qualquer atua sobre ele uma força resultante que tem a direção e o sentido do centro da curva, denominada de RESULTANTE CENTRIPETA. · Aceleração Normal e Tangencial Quando um corpo realiza uma trajetória curvilínea, a sua velocidade sofre sempre variação de direção, podendo ou não sofrer variação de módulo. Sabe-se que o agente responsável por produzir variação na velocidade é a aceleração. Ao realizar uma curva esta aceleração pode ser decomposta em duas: ACELERAÇÃO TANGENCIAL E ACELERAÇÃO NORMAL. Aceleração Tangencial: É a componente da aceleração que atua na mesma direção do vetor velocidade. Tem por finalidade produzir variação no módulo da velocidade. O módulo da aceleração tangencial recebe o nome de aceleração escalar. Aceleração Normal: É a componete da aceleração que atua perpendicular ao vetor velocidade. Tem por finalidade produzir variação na direção e no sentido do vetor velocidade. O módulo da aceleração normal é denominado de aceleração centrípeta. QUESTÕES (PLANO INCLINADO) 01 - Devido a um congestionamento aéreo, o avião em que Flávia viajava permaneceu voando em uma trajetória horizontal e circular, com velocidade de módulo constante. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, em certo ponto da trajetória, a resultante das forças que atuam no avião é a) horizontal. b) vertical, para baixo. c) vertical, para cima. d) nula 02 - Um avião descreve uma curva em trajetória circular com velocidade escalar constante, num plano horizontal, conforme está representado na figura, onde F é a força de sustentação, perpendicular às asas; P é a força peso; a é o ângulo de inclinação das asas em relação ao plano horizontal; R é o raio de trajetória. São conhecidos os valores: α = 45°, R =1000 metros; massa do avião = 10000 kg, g=10m/s2. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S), indicando sua soma considerando, para efeito de cálculos, apenas as forças indicadas na figura. 01. Se o avião realiza movimento circular uniforme, a resultante das forças que atuam sobre ele é nula. 02. Se o avião descreve uma trajetória curvilínea, a resultante das forças externas que atuam sobre ele é, necessariamente, diferente de zero. 04. A resultante centrípeta é, em cada ponto da trajetória, a resultante das forças externas que atuam no avião, na direção do raio da trajetória. 08. A resultante centrípeta sobre o avião tem intensidade igual a 100000N. 16. A velocidade do avião tem valor igual a 360 km/h. 32. A força resultante que atua sobre o avião não depende do ângulo de inclinação das asas em relação ao plano horizontal. 03 - Um automóvel percorre uma curva circular e horizontal de raio 50 m a 54 km/h. Adote g = 10 m/s2. O mínimo coeficiente de atrito estático entre o asfalto e os pneus que permite a esse automóvel fazer a curva sem derrapar é 04 - Uma mosca em movimento uniforme descreve a trajetória curva indicada abaixo: Quanto à intensidade da força resultante na mosca, podemos afirmar: a) é nula, pois o movimento é uniforme b) é constante, pois o módulo de sua velocidade é constante; c) está diminuindo d) está aumentando e) n.d.a. 05 - Um carro percorre uma pista curva superelevada (tg q = 0,20) de 200m de raio. Desprezando o atrito, qual a velocidade máxima sem risco de derrapagem? Adote g = 10m/s2 a) 60km/h b) 72km/h c) 80km/h d) 40km/h e) 48km/h