Mecânica Geral

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Mecânica Geral
Aula 2 - Mecânica Geral
INTRODUÇÃO
Ao estabelecer as Leis de Movimento e Teoria da Gravidade, Newton resolveu o problema de interação entre a
partícula, cujas características como massa, forma e volume devem ser conhecidas, e associadas ao movimento. Essa
teoria consiste em responder a seguinte pergunta: como e de que forma esse corpo se moverá? A ideia de força, já
abordada no capítulo anterior, nos mostrou que sempre há interações entre dois corpos, e, ao analisar a aplicação de
forças, algumas informações devem ser fornecidas, por exemplo: se uma pessoa exerce um esforço sobre uma mola,
deformando-a é preciso saber se o esforço foi vertical, horizontal, para baixo ou para cima.
OBJETIVOS
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Introduzir conceitos e aplicações das três leis de Newton;
Mostrar as reações de forças interna e externas em um corpo;
Mostrar os princípios de transmissibilidade de forças e de momentos.
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AS LEIS DE NEWTON
Fonte da Imagem: Copyright: Matthew Cole
Primeira Lei de Newton ou Lei de Inércia 
Consideremos um corpo em que a resultante das forças que atuam sobre ele seja nula. Se esse corpo estiver em
repouso, ele assim permanecerá. Se estiver em movimento com velocidade constante, manter-se-á neste estado”.
(Isaac Newton). 
Portanto, com base nessa teoria, podemos concluir que como a resultante de forças é nula, o corpo não possui
aceleração (glossário). Isso faz com que sua velocidade permaneça constante com velocidade nula (parado) ou com
algum valor (em movimento).
Como já foi visto na aula anterior, a força resultante pode ser decorrente das forças: 
• Que tem mesma direção e sentido Figura II.1 (a), onde 
• Mesma direção e sentidos contrários Figura II.1 (b), onde a resultante tem a mesma direção das componentes 
 e , mas seu sentido é aquele da força de maior módulo. 
• Forças que não têm a mesma direção, onde as forças são aplicadas em um mesmo corpo em direções diferentes, e o
cálculo da resultante pode ser feito com base na regra do paralelogramo.
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Figura II.1 – Representação de aplicação de forças: (a) A força resultante substitui as forças e . 
(b) A força resultante substitui a força de maior intensidade. (Maximo, 1997).
SEGUNDA LEI DE NEWTON
EXEMPLO II.1
Um bloco é arrastado em uma superfície plana e lisa por uma força horizontal e adquire um movimento
retilíneo. 
Se a massa (glossário) do bloco é de 24kg e sobre ele atua uma orça de atrito, responda: 
a) Qual é a aceleração do bloco? 
b) Sabendo que o bloco estava inicialmente em repouso, qual será a sua velocidade após decorrer um tempo de 7s?
Solução 
Item (a) 
1°Passo – como duas forças são atuantes sobre o bloco, calcula-se a resultante. 
 
2°Passo – Usando a Equação II.2 da resultante, obtém-se a aceleração. 
 
Item (b) 
1°Passo – Usando a Equação II.3 de aceleração, obtém-se: 
TERCEIRA LEI DE NEWTON
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Fonte da Imagem: Copyright: Macrovector
A Terceira Lei de Newton enfatiza a lei da ação e reação. Por exemplo, se socarmos uma parede, ela exercerá uma
força sobre a nossa mão de volta, ou seja, a ação é determinada pelo soco enquanto a reação é a força da parede
sobre a nossa mão que anula o efeito do soco. 
Com base nessa teoria, esta lei de Newton é de�nida pela Equação II.4, que determina que a cada ação há uma reação
igual e oposta.
FORÇAS INTERNAS E FORÇAS EXTERNAS
Analisando a Figura II.2, a seguinte questão é levantada: se a Terceira Lei de Newton (ação e reação) é verdadeira,
quando o cavalo faz força para a direita, a charrete faz uma força igual para a esquerda. Então por que a charrete se
move?
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Para entender o que acontece, em primeiro lugar, é importante de�nir qual é o sistema de estudo, nesse caso pode ser
o cavalo, sendo assim as forças que atuam no cavalo estão mostradas na Figura II.3:
Podemos determinar o sistema aplicando um corte imaginário na barra que prende o cavalo à charrete. De�nimos
então que força para direita é gerada pelo cavalo para que ele se mova, e a força para esquerda é a resistência da
barra. 
As duas forças com sentidos opostos são iguais, mas o que acontece é que a força para a direita, gerada pelo cavalo, é
externa (glossário) enquanto a força para a esquerda é interna (glossário). Nesse exemplo, se o material não for
resistente o su�ciente, quando o cavalo �zer força, ela quebrará, pois a força gerada pelo cavalo é maior que a força
que se opõe o material da barra.
PRINCÍPIO DE TRANSMISSIBILIDADE DAS FORÇAS
Fonte da Imagem: Figura II.4. Representação do princípio de transmissibilidade de forças.
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Um corpo qualquer pode ser puxado ou empurrado em um mesmo sentido, com a ação de uma força de
transmissibilidade no seu sentido de aplicação. Exemplos dessas possibilidades estão mostradas na Figura II.4, com
uma caixa sendo empurrada ou puxada para o mesmo sentido.
PRINCÍPIO DE TRANSMISSIBILIDADE DOS MOMENTOS
Fonte da Imagem: Figura II.6. Grandezas envolvidas no cálculo do momento: linha de ação da força e braço de alavanca.
A outra grandeza fundamental envolvida é denominada braço de alavanca, que é uma medida de comprimento que
avalia a distância entre a linha de ação da força, uma reta, até o ponto de referência, ponto �xo ou eixo, conforme a
�gura II.6.
Fonte da Imagem: Figura II.7. Representação do princípio de transmissibilidade dos momentos.
A magnitude do momento é avaliada pelo produto da força (N) pelo braço de alavanca (m), o que resulta em uma
grandeza associada à unidade N.m (Newton metro), considerando o Sistema Internacional de Unidades (SI). 
Os momentos podem se transmitir no mesmo plano. Nesse caso, as barras não apresentam restrição, e o momento
gerado da barra girada é igual em qualquer plano, Figura II.7.
MOMENTO BINÁRIO
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Fonte da Imagem: Figura II.8. Representação do momento binário.
Quando duas forças F atuam paralelamente, com a mesma intensidade, sentidos opostos e separadas por uma
distância d, geram um momento binário que pode ser calculado conforme a Figura II.8.
Glossário
ACELERAÇÃO
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A aceleração está sempre ligada à variação da velocidade. Para de�nir quantitativamente a aceleração de um corpo em
movimento uniformemente variado por determinado tempo, aplica-se a variação da velocidade em função da variação do tempo,
como descrito na Equação II.4.
MASSA DE UM CORPO
Em termos da físicamecânica, a massa de um corpo corresponde ao quociente entre o módulo da força F que atua num corpo e o
valor da aceleração a que ela produz nesse corpo, como se segue na Equação II.5. 
 
A massa é uma medida de inércia do corpo e é considerada uma grandeza escalar, pois é determinada apenas pelo número que a
balança mede. 
Peso de um corpo 
O peso corresponde à força que a Terra atrai um corpo devido à aceleração da gravidade g. É considerado uma grandeza vetorial,
pois trata-se de uma força e é de�nido pela Equação II.6: 
FORÇAS EXTERNAS
São aquelas que dependem do movimento de um corpo.
FORÇAS INTERNAS
São aquelas que dependem da coesão do material.