Força e movimento

Prévia do material em texto

FORÇA E MOVIMENTO
LEIS DE NEWTON
1ª LEI. “Um corpo em repouso permanece em repouso a menos que sobre ele atua uma força externa. Um corpo em movimento desloca-se com velocidade constante a menos que sobre ele atue uma força externa”.
2ª LEI. A aceleração de um corpo tem a direção da força externa resultante que atua sobre ele. É proporcional ao módulo ao módulo da força externa resultante e inversamente proporcional à massa do corpo”.
 
 ou 
 ou 
3ª LEI. “As forças sempre atuam aos pares de forças iguais e opostas. Se um corpo A exerce uma força sobre outro corpo B, este exerce sobre o corpo A uma força de reação que tem o mesmo módulo a mesma direção, porém de sentidos opostos”. 
EXEMPLOS: 
Uma força provoca uma aceleração de 2 m/s2 num corpo de massa m1. A mesma força aplicada a um outro corpo de massa m2 provoca aceleração de 5 m/s2.
Qual a massa do segundo corpo?
Qual o módulo da força?
Uma moça de 72 kg e uma menina de 30 kg estão de patins e paradas sobre uma camada de gelo uma de frente para a outra. A moça empurra a menina e esta parte com aceleração de 1,2m/s2. Qual a aceleração adquirida pele moça?
FORÇAS ESPECIAIS
FORÇA PESO: Atração gravitacional da terra sobre qualquer corpo próximo ou na sua superfície.
 
NORMAL( REAÇÃO NORMAL): Força que a superfície de apoio exerce sobre qualquer corpo nela apoiado. A direção da normal é sempre perpendicular à superfície de apoio.
 
 
FORÇA DE ATRITO : Força que se opõe ao movimento, surge da interação entre as moléculas do corpo e da superfície de apoio em contato.
FORÇA DE ATRITO ESTÁTICO e FORÇA DE ATRITO CINÉTICO.
	Quando aplicamos uma força num corpo em repouso tentando movimentá-lo, surge uma força de atrito estático em sentido contrário que aumenta a medida que aumentamos a força até atingir um valor máximo, que é a força de atrito estático.
	Quando o corpo entra em movimento, o atrito estático passa a ser atrito cinético, surgindo então a força de atrito cinético.
PROPRIEDADES DO ATRITO.
P1. Se o corpo não se move, então a força de atrito estático e a componente de F paralela a superfície são iguais em módulo e têm sentidos opostos. 
P2. O módulo da força de atrito estático tem valor máximo 
 dado por 
P2. Se o corpo começar a deslizar sobre a superfície, o módulo da força de atrito decrescerá rapidamente para o valor 
, dado por 
RESULTANTE CENTRÍPETA: Resultante das forças que atuam sobre um corpo fazendo-o realizar movimento circular.
FORÇA ELÁSTICA.
	Força de restituição que surge quando alongamos ou comprimimos uma mola. É uma força que percebemos tanto mais intensamente quanto maior for o alongamento ou a compressão.
 
com, (x( elongação e K ( constante elástica da mola.
EXERCÍCIOS
Uma pessoa empurra horizontalmente uma caixa de 55kg, para movê-la sobre o chão, com uma força horizontal de 220 N. O coeficiente de atrito cinético é 0,35. 
Qual o módulo da força de atrito?
Qual a aceleração da caixa?
Dois blocos idênticos, ambos com massa m = 50 kg, são ligados por um fio leve e flexível . O coeficiente de atrito do bloco com a superfície é ( = 0,2. Qual a aceleração dos blocos? Qual a tensão no fio que une os blocos?
 
Um objeto ao qual é aplicada uma força de 100N sofre uma aceleração de 2m/s2. O que ocorre
com a força se aceleração quadruplicar?
Com a massa se a aceleração triplicar?
Um pai de 80 kg e seu filho de 30 kg estão um em frente ao outro sobre um lago congelado. O pai empurra o filho com uma força de 100N. Desprezando os atritos, calcule a aceleração de cada um deles.
Determine a aceleração do sistema e a tração no fio que une os blocos, desprezando atrito e sabendo que os fios são inextensíveis e sem massa.
Determine a força tensora no cabo de sustentação de um elevador de peso P = 2000N, quando está:
subindo com velocidade constante
subindo com aceleração para cima de 1 m/s2 
subindo com aceleração para baixo de 1 m/s2
descendo com velocidade constante
descendo com aceleração para baixo de 1 m/s2
descendo com aceleração para cima de 1 m/s2
Em um bloco de massa m = 12kg colocado sobre uma mesa lisa, atuam as forças mostradas na figura.
Qual o valor da resultante dessas forças?
O bloco está em movimento? Em qual sentido?
Se o bloco estiver em movimento, qual a sua aceleração?
Um tronco com peso de 220N está colocado sobre o chão. O coeficiente de atrito estático entre o chão e o tronco é 0m,41, enquanto o de atrito cinético é 0,35. 
Qual o módulo da força horizontal mínima que uma pessoa deve aplicar para empurrar o tronco e começar a movê-lo?
 Uma vez em movimento, qual o módulo da força horizontal que deve ser aplicada pela pessoa, para manter o tronco em movimento com velocidade constante?
Se a pessoa continuasse a empurrar com a mesma força utilizada para iniciar o movimento, qual seria a aceleração do tronco?
Um arquivo com um peso de 556N está parado sobre o chão. O coeficiente de atrito estático entre o arquivo e o chão é 0,68, e o de atrito cinético é 0,56. Em quatro diferentes tentativas para movê-lo foi empurrado com forças de a) 222N, b) 334N, c) 445N e d) 556N. Determine para cada tentativa, se o arquivo se move e calcule o módulo da força de atrito do chão sobre ele e quando o arquivo se mover calcule a aceleração adquirida por ele.
 
 Uma força F formando um ângulo de 20º com a horizontal, arrasta um corpo de massa m = 50 kg sobre uma superfície horizontal com aceleração de 0,6 m/s2. Se o coeficiente de atrito entre o corpo é 0,56, determine o valor da força F.
Um bloco de massa m = 50kg é arrastado num plano inclinado por uma força F paralela ao plano inclinado, conforme figura. O coeficiente de atrito entre as superfícies em contato é 0,35. Determine o módulo de F quando o corpo sobe:
com velocidade constante
com aceleração de 1,5 m/s2
Um pequeno bloco de massa m = 4 kg, preso à extremidade de um fio, descreve, sobre uma mesa horizontal e perfeitamente lisa, um movimento circular de raio R = 0,50 m, com velocidade constante v = 3 m/s. Determine a resultante centrípeta sobre o bloco.
Determine a resultante centrípeta que atua sobre um carro de massa 1000 kg que faz uma curva de raio R = 100 m em uma estrada sem sobrelevação com velocidade de 72 km/h ( 20 m/s )
(1,0) O veículo da figura tem massa m = 1000 kg e passa no ponto inferior da depressão com velocidade de 54 km/h ( 15m/s ) . O raio da curva nesse ponto é 10 metros. Determine a força de reação normal da pista sobre o veículo nesse ponto.
 
A figura representa a seção vertical de um trecho de rodovia. Os raios de curvatura dos pontos A e B são iguais e RA = RB = 500 m e o trecho que contém o ponto C é horizontal. Um automóvel de 1200kg percorre a rodovia passando pelos pontos A, B e C. Sendo vA = 72km/h, vB= 108km/h e vC = 90km/h. Calcule as forças: Peso P, normal N e resultante centrípeta R, em cada ponto.c
O dois blocos A e B mostrados na figura, estão ligados por um fio fino, que passa por uma pequena roldana sem atrito, estando apoiados em dois planos inclinados. As massas dos blocos são mA = 2,0 kg e mB = 4,0 kg e o coeficiente de atrito estático entre os blocos e o plano é (e = 0,40.
 
Um engradado de 50 kg em está em repouso num plano horizontal, cujo coeficiente de atrito é (c = 0,3. O engradado passa a ser tracionado por uma força de 400 N, conforme figura. Determine a aceleração do engradado. (5,19m/s2)
 
 
Um bloco de massa m = 10 kg se move sobre uma superfície horizontal cujo coeficiente de atrito entre as superfícies é 0,45. Uma das forças que atua no corpo está representada e vale 100N calcule a aceleração do bloco.(0,625m/s2)
 
Um corpo A de massa1kg está preso a um balde B de massa 200g, através de um fio inextensível de massa desprezível. Joga nesse balde através de uma jarra J, uma certa quantidade de água. Sedo g = 10m/s2 e o coeficiente de atrito entre o corpo A e a superfície de apoio igual a 0,3, determine a máxima quantidade de água, em g, se pode colocar no balde para que o sistema permaneça em equilíbrio.(100g)
 
Os blocos 1, 2 e 3 estão ligados entre si por uma corda de massa desprezível quando comparada à massa dos blocos, e há atrito entre a mesa e os blocos 1 e 2. Sejam m1 = 10kg, m2 = 20kg e ( = 0,2. se o bloco 3 desce com aceleração de 5m/s2, determine a massa do bloco 3. ( 42kg)
 
Os corpos A e B de massas respectivamente iguais a 2kg e 4 kg sobem a rampa da figura com velocidade constante, devida à ação da força F, paralela ao plano inclinado. Qual a intensidade de F? Qual a intensidade da força que B aplica em A? (30N, 20N)
 
Um caminhão transporta um bloco de de ferro de 300kg, trafegando horizontalmente em linha reta, com velocidade constante. O motorista vê o semáforo ficar vermelho e aciona os freios, aplicando uma desaceleração de 3m/s2. O bloco não escorrega. Sendo o coeficiente de atrito entre carroceria e bloco igual a 0,4.Qual a força que a carroceria aplica sobre o bloco? Qual a máxima desaceleração que o caminhão pode ter para o bloco não escorregar? (31000 N, 4m/s2)
 P
 P
 v
 P
 N
 P
 N
 
 P
 
 v
N P
 N
 fat
 P
 N
 F
 fat
 P
( ( coeficiente de atrito
N ( reação normal
 � EMBED Equation.3 ���
� EMBED Equation.3 ���
 v 
 ac 
 FC
 O 
mA = 25kg , mB = 15kg,
(A = 0,15, (B = 0,12 e F = 50N
 B A F
 3N
12N 4N
 F
 25º
Abandonando-se o sistema, a partir do repouso, verifique se ele permanece em repouso .
Estando o sistema em movimento, e sendo (c = 0,2, determine o módulo da aceleração. (res. 2,8 m/s2 )
_1266645220.unknown
_1266645787.unknown
_1266645989.unknown
_1266689338.unknown
_1266860832.unknown
_1266689222.unknown
_1266645949.unknown
_1266645327.unknown
_1266645740.unknown
_1266645306.unknown
_1266640265.unknown
_1266640345.unknown
_1266081803.unknown
_1266082872.unknown
_1266639744.unknown
_1266082741.unknown
_1265997524.unknown