Aula 7 Força e movimento Parte 3

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Aula 7 - Força e movimento - Parte 3.
F Atrito:
X Ocorre entre duas superfícies sólidas estacionárias ou em movimento relativo;
X Bloco empurrado sobre superfície ) bloco cessa seu movimento ) existe uma aceleração (sentido oposto ao da
velocidade do bloco) ) via 2� Lei de Newton, existe uma força ) força de atrito;
X Força de atrito aumenta de intensidade para continuar equilibrando a força aplicada ao caixote em repouso )
existe uma intensidade máxima para a força de atrito ) quando a força aplicada exerce essa intensidade máxima, o
caixote começa a se mover;
X Força F (horizontal, apontando para a esquerda) aplicada ao bloco ) força de atrito Fs (também horizontal,
apontando para a direita) equilibra a força F ) Fs é a força de atrito estático ) o bloco permanece imóvel;
X F aumenta (de intensidade)) Fs também aumenta) bloco permanece em repouso) F excede um determinado
valor ) bloco sofre aceleração para a esquerda ) Fk força de atrito estático;
X Fk é menor que o valor máximo de Fs ) a manutenção do movimento do bloco depende de uma força F de
menor intensidade;
X Forças de atrito = resultado da interação entre os átomos da superfície de um corpo e os átomos da superfície
do outro corpo;
X Propriedades do atrito:
X 1� - corpo em repouso ) módulo da componente horizontal de F = módulo de Fs ) o sentido de Fs é o oposto
ao da componente horizontal de F;
X 2� - o valor máximo do módulo de Fs é dado por:
Fs;m�ax = �sFn, (1)
onde �s é o coe…ciente de atrito estático, e Fn é o módulo da força normal ) se módulo da componente horizontal de
F > valor de Fs;m�ax ) corpo entra em movimento;
X 3� - corpo em movimento ) módulo da força de atrito vale:
Fk = �kFn, (2)
onde �k é o coe…ciente de atrito cinético ) Fk se opõe ao movimento;
X Fn é uma medida da força com a qual o corpo pressiona a superfície;
X Análise válida também para um sistema de forças (força resultante);
X Equações (1) e (2) não são expressões vetoriais;
X Os valores de �s e �k são adimensionais e determinados experimentalmente ) dependem das propriedades do
corpo e da superfície;
X �k não depende da velocidade do bloco.
F Força de arrasto:
X Fluido = substância capaz de escoar ) movimento relativo entre o ‡uido e um corpo sólido (corpo se move
através do ‡uido) ) corpo experimenta uma força de arrasto D oposta ao movimento relativo e paralela à direção
deste movimento;
X Fluido é o ar, o corpo é esférico, e o movimento relativo é turbulento ) módulo da força de arrasto vale:
D =
1
2
C�Av2, (3)
onde C é o coe…ciente de arrasto (determinado experimentalmente), � é a massa especí…ca do ar, A é a área da seção
reta efetiva do corpo, v é a velocidade do movimento relativo ) C é suposto constante;
X Corpo em queda livre (a partir do repouso) ) D é orientada para cima e seu módulo cresce gradualmente (a
partir do zero) ) D se opõe à força gravitacional Fg ) 2� Lei de Newton:
Fr = D � Fg = may; (4)
1
X Corpo cai durante tempo su…ciente ) ocorre D = Fg ) resulta a = 0 m=s2 ) velocidade do corpo pára de
aumentar ) corpo cai com velocidade constante ) velocidade terminal vt:
D = Fg ! 1
2
C�Av2t = Fg ! vt =
s
2Fg
C�A
. (5)
F Movimento circular uniforme:
X Corpo descreve trajetória circular ) velocidade escalar constante ) aceleração centrípeta (módulo):
a =
v2
R
, (6)
onde R é o raio da trajetória;
X 2� Lei de Newton ) existe uma força responsável pela aceleração centrípeta ) força centrípeta (radial e
orientada para o centro da trajetória) ) não é um novo tipo de força ) a nomenclatura indica apenas a orientação
da força ) o módulo da força centrípeta vale:
F = ma = m
v2
R
; (7)
X Em suma: uma força centrípeta acelera um corpo mudando a direção da sua velocidade, mas não sua a velocidade
escalar ;
X Os módulos de F e a são constantes, mas suas direções variam continuamente (de modo a sempre apontar para
o centro da trajetória ao longo da direção radial).
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