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APA_Física Estática e Dinâmica

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Prévia do material em texto

Física – Estática e cinemática
Verônica Cristina Crisostomo de Lima
OBJETIVO
O torque é o agente dinâmico da rotação. Quando um torque
resultante não nulo age sobre um corpo, esse corpo passa a
rotacionar.
"Torque, ou momento de uma força, é a tendência que uma força
tem de rotacionar um corpo sobre o qual ela é aplicada. O torque
é um vetor perpendicular ao plano formado pelos vetores força e
raio de rotação. O vetor torque pode ser calculado por meio do
produto vetorial entre força e distância.
Figura 1 - Torque
Figura 2 - Equlíbrio de corpos extensos 
Figura 3 - Alavanca
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/torque-uma-forca.htm
É um dispositivo mecânico que posssui um
ponto em que aplicamos uma força e um
ponto em que exercermos força sobre um
objeto. Por intermédio deste dispositivo, 
podemos, aplicando forças pequenas, 
exercermos forças grandes em outros 
objetos. O contrário também pode ser 
executado.
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
Metodologia da prática 
Utilização do simulador: phet .colorado.edu/sims/html/bala ncing-
act/latest/balancing-act _all.html?locale=pt_BR
• calcular a massa do objeto posicionando 
a massa de 10kg a 1 metro do eixo de rotação e
o objeto a 0,5m do eixo,
• O sistema está em equilíbrio, asim usando a somatória dos 
torques igual a zero, é possível calcular a massa de A.
Na sequência:
• Determinar a massa do Objeto Misterioso B.
• Deixar o objeto A à 0,5m do eixo de rotação e o corpo B a 2 metros.
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
Com o resultado dos itens, responder:
a) Qual o valor de 𝑀𝐴 + 𝑀𝐵 ?
b) Sabendo que 𝑀𝐶 = 3𝑀𝐵, qual o valor de 𝑀𝐶?
Verificar o resultado da alternativa b) usando a gangorra 
como uma balança de rotação. Ou seja, buscar uma 
massa que equilibre o valor de 𝑀𝐶.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
(mA . g) . dA = (m . g) . d
(mA . 10) . 0,5 = (10 . 10) . 1,0
mA = 20 Kg
mA = - 20 Kg - Torque resultante negativo.
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
RESULTADOS E DISCUSSÃO
(mA .g ) . dA = (mB . g) . dB
(20 . 10 ) . 0,5 = (mB . 10) . 2,0
100 = 20 mB
mB = 5 Kg
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
RESULTADOS E DISCUSSÃO
a) Qual o valor de 𝑀𝐴 + 𝑀𝐵?
- 20 Kg + 5 Kg = - 15 Kg
b) Sabendo que 𝑀𝐶 = 3𝑀𝐵, qual o valor de 𝑀?
M C = 3 . 5 Kg
M C = 15 Kg
CONCLUSÕES
Prática 1 – Equilíbrio de corpos
• Existem dois tipos de equilíbrio: está tico e dinâmico, sendo o primeiro relacionado a objetos em repouso
e o segundo a objetos em movimento uniforme;
• Para que um objeto esteja em equilíbrio estático, é necessário que as forças que atuam sobre ele estejam
equilibradas, resultando em uma força resultante nula;
• Para analisar o equilíbrio de corpos, é importante utilizar conceitos como centro de massa, momento de 
uma força, torque e condições de equilíbrio, que envolvem o somatório das forças e o somatório dos torques.
OBJETIVO
Aplicar a segu nda lei de Newton em um sistema com força
de atrito presente" tem como objetivo principal a
compreensão do c onceito de força d e atrito e sua relação
com a segunda le i de Newton.
Figura 1 - Princípio Fundamental da Dinâmica
Prática 2 – Força de Atrito
Compreender o conceito de atrito cinético e sua relevância na 
física e tambem em nosso dia a dia.
https://beduka.com/blog/exercicios/fisica-exercicios/exercicios-segunda-lei-de-newton/
Prática 2 – Força de Atrito
A força de atrito é a força realizada pelo atrito entre duas superfícies. 
Ela é calculada por meio do produto entre o coeficiente de atrito e a 
força normal.
"A força de atrito é proporcional à força normal e ao coeficiente de 
atrito.
É calculada pela multiplicação entre o coeficiente de atrito e a força 
normal.
Pode ser cinética ou estática.
A força de atrito cinética aparece sobre corpos em movimento.
A força de atrito estática aparece sobre corpos que estão parados ou 
quase em movimento."
Veja mais sobre "Força de atrito" em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-atrito.htm
Figura 2 - Força de atrito
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-atrito.htm
Prática 2 – Força de Atrito
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATRITO CINÉTICO
• Compreender o conceito de atrito cinético e sua relevância na física e também em no cotidiano.
• Identificar os fatores que influenciam o coeficiente de atrito cinético, tais como o tipo de superfície e a força aplicada.
DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATRITO ESTÁTICO
Sabemos que diversos fatores influenciam o valor da força de atrito, entre eles o material do qual são feitas as superfícies, seu 
acabamento (grau de polimento), suas condições (se seca, molhada ou lubrificada), além de suas temperaturas e velocidades relativas.
O coeficiente de atrito é determinado através da razão entre a força de atrito e a força de reação normal e é classificado em dois 
valores: o coeficiente de atrito estático (µe), que é medido quando ambas as superfícies estão em repouso, e o coeficiente de atrito 
dinâmico (µd) que, por sua vez, é medido quando as superfícies estão em movimento.
METODOLOGIA
Prática 2 – Força de Atrito
1) Abrir o navegador da internet e acessar o simulador no site: https://p het.colorado.edu /pt_BR
2) Clicar na opção Simulações e depois em Física.
3) Procurar pela simulação: Forças e Movimento: Noções Básicas. 
4) Clicar no botão “play” para rodar a simulação.
5) Na sequêcia, clicar na terceira opção de modo simulação, intitulada “Atrito”.
6) Aplicar simulador de Forças e Movimento: Noções Básicas
Prática 2 – Força de Atrito
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Eleve a força do boneco até a tingir o início do movimento. A força que faz com que atue a força de atrito cinética no objeto é de 
251 N. Junto a esse resultado, a força de atrito cinética aparece também, marcando 188 N. Portanto, sabendo desses dados, utilize a 
segunda lei de Newton para determinar a aceleração.
Aceleração = a = 1,88 m/s 
Sabendo do valor da força de atrito, registrada pelo simulador, 
calcule o coficiente de atrito cinético
Admitindo que a força de destaque é aquele número que 
antecede a força que consegue movimentar o objeto, determina
o coeficiente de atrito estático, uma vez que nessa situação
a força de atrito estática é igual a força de destaque:
Força de Destaque: 250N
Prática 2 – Força de Atrito
Substitua a lata de lixo pelo objeto desconhecido, no caso o presente. Aumentando gradativamente a força do boneco sobre o 
presente, observamos que o valor da força que antecede o movimento do corpo é 126N. Sendo assim, já calculado no item 
anterior o coeficiente de atrito estático, determine a massa do objeto desconhecido.
Logo, m = 50 kg
RESULTADOS E DISCUSSÃO
CONCLUSÕES
• A intensidade da força de atrito depende do coeficiente de atrito entre os corpos
• Ela é uma consequência natural quando dois corpos estão em contato e um deles está em movimento em relação ao outro ou há 
uma tendência de movimento.
• Existem dois tipos de força de atrito: a estática e a cin ética. A força de atrito estática é a resistência que impede o início do 
movimento, enquanto a força de atrito cinética atua quando há o movimento entre os corpos.
• A compreensão da força de atrito é essencial para muitos fenômenos físicos. Então, é fundamental entender os diferentes tipos de 
força de atrito e suas aplicações práticas.
Prática 2 – Força de Atrito
OBJETIVO
Usar a conservação da energia para calcular o valor da
velocidade para qualquer valor de altura e possibilitar a
análise da relação entre energia potencial gravitacional e
energia cinética em um movimento de queda livre ou
lançamento vert ical, permitindo a determinação da velocidade
em qualquer ponto do movimento com base na conservação da
energia mecânica total.
Figura 01 - Potencial e cinética
Prática 3 – Energia cinética e 
potencial gravitacional
https://descomplica.com.br/blog/energia-cinetica-e-potencial-formulas-e-resumo/
Prática 3 – Energiacinética e 
potencial gravitacional
METODOLOGIA
1) Abra seu navegador da internet e acesse o site: httpps://phet.colorado.edu/pt_BR
2) Clique na opção Simulações e depois em Física.
3) Procure pela simulação: Forças e Movimento: Energia na Pista de Skate: Básico. Depois clique na mesma.
4) Clique no botão “play” para rodar a simulação.
5) Na sequência, você deve clicar na terceira opção de modo simulação, intitulada “Intro”
6) Pronto, agora você está no simulador d e Forças e Movimento: Energia na Pista de Skate: Básico.
7) Vamos entender o que é cada opção da simulação:
Opção 1: Nesse qu adro podemos ter uma representação em forma de barras e setorial da alternância entre energia 
cinética e potencial gravitacional. Além disso, mostra também a grade e um velocímetro sem valores em escala.
Após, vamos usar a penas a opção grade. Não utilize a opção velocidade, uma vez que os dados não correspondem 
aos registrados pelo velocímetro.
8) Com a opção Mostrar Grade selecionada, eleve o skatista até a posição de 5m de altura.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Prática 3 – Energia cinética e 
potencial gravitacional
1 - Determine a velocidade que ele atinge no ponto mais baixo da 
trajetória. Para isso, utilize a conservação da energia mecânica. 
Em outras palavras: 𝐸𝑀𝑖 = 𝐸𝑀𝑓
2 - Calcule a velocidade do skatista a uma altura de 2 metros. Para isso 
compare a energia mecânica do ponto mais baixo da trajetória com a 
da altura de 2m:
Prática 3 – Energia cinética e 
potencial gravitacional
Assumindo que a massa do skatista seja de 60 kg, qual é a energia cinética do mesmo quando atinge o ponto mais baixo da 
trajetória saindo de uma altura de 5 metros?
RESULTADOS E DISCUSSÃO
https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-
basics_all.html?locale=pt_BR
CONCLUSÕES
• A energia cinética é a energia associada ao movimento de um objeto. Sua fórmula é: E = 1/2mv². Ela é diretamente proporcional à 
massa e ao quadrado da velocidade do objeto.
• A energia potencial gravitacional é a energia que um objeto possui devido à sua posição em um campo gravitacional. Ela aumenta 
à medida que a altura do objeto em relação ao solo aumenta.
• Quando um objeto cai, sua energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética. Ao subir, a energia cinética do objeto é 
convertida em energia potencial gravitacional.
Prática 3 – Energia cinética e 
potencial gravitacional

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