Mecânica 2 - Causa dos Movimentos: Forças

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CCE1006 - BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA 
Aula 4: Mecânica 2 – Causa dos Movimentos: Forças 
AULA 04: MECÂNICA 2 – CAUSA DOS MOVIMENTOS: FORÇAS 
Mecânica 2 – Causa dos Movimentos: Forças 
Forças 
A ação das forças sobre os corpos materiais modificam seu estado de movimento, alterando a sua 
velocidade. Existem diferentes formas de ação das forças: por contato, à distância, de superfície. 
FORÇA  CAUSA DOS MOVIMENTOS 
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Grandezas Vetoriais 
Forças são grandezas vetoriais (têm intensidade, 
direção e sentido). 
 
• Intensidade: associada ao tamanho do vetor; 
• Direção: mesma da reta que apoia o vetor; 
• Sentido: definido pela seta do vetor. 
Força Resultante = ΣFi, 
onde i = x, y, z 
Decomposição em termos dos eixos 
cartesianos, verificando efeitos em 
cada um deles. 
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Atuação da força (exemplo: freio) 
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Leis de Newton – Lei da Inércia 
Todo corpo tende a manter seu movimento (ou seja, sua 
velocidade), a menos que uma força atue sobre ele. 
 
Sem a ação de forças, o corpo se mantém em repouso 
(v=0) ou em MRU (velocidade constante). 
PRIMEIRA LEI DE NEWTON 
LEI DA INÉRCIA 
v = 0  eq. estático 
v = cte  eq. dinâmico 
Se ΣF = 0 
equilíbrio 
Se F ≠ 0 
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Leis de Newton – Lei da Resultante das Forças 
Quando forças atuam sobre um corpo, a força 
resultante é sempre proporcional à sua aceleração. 
SEGUNDA LEI DE NEWTON 
Lei da Resultante 
das Forças 
ΣF = FRESULTANTE= m . a 
A proporção é dada pela massa, que pode ser vista 
como a resistência que um corpo oferece para mudar 
seu movimento. 
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Leis de Newton – Lei da Resultante das Forças 
Toda ação de uma força sobre um corpo provoca 
uma reação de mesma intensidade e direção, e de 
sentido oposto. 
TERCEIRA LEI DE NEWTON 
LEI DA AÇÃO E REAÇÃO 
Se um corpo empurra outro, então o outro 
também faz uma força igual, no sentido 
contrário ao empurrão. 
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Atrito 
O Atrito é força de contato de superfície. Sempre 
contrária ao movimento, sempre dependente da 
normal (interação entre as superfícies). 
Fat = µ . N, 
Onde µ  coeficiente de atrito 
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Força Gravitacional 
A Força Gravitacional está relacionada com a 
distância que separa os corpos. Cada massa age 
sobre a outra, gerando forças iguais e opostas: 
Ação e Reação. 
Próximo à superfície terrestre, com massas 
menores, podemos considerar que 
FG = P = m . g 
|FG|= G (M1) (M2) 
 D2 
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Força Elástica 
A Força Elástica é uma força oscilatória. 
Amortecedor 
Bungee jump 
Onde k  constante da mola (rigidez) 
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Força de Tração 
Observe o esquema da Força de Tração. 
Tração nos caminhões carreta. 
FRESULTANTE = m . a 
Fresult.1= T = M1 . a Fresult.2= F1 - T = M2 . a 
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Fresult.1 = T - m1 g = m1 a 
 
Fresult.2 = m2 g - T= m2 a 
 
m2 g - m2 a = m1 a + m1 g 
 
m1 a + m2 a = m2 g - m1 g 
Máquina de Atwood 
Observe o esquema da Máquina de Atwood 
(Máquina simples). 
Guindaste 
a = (m2 – m1) g 
 (m1 + m2)
 
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Decomposições de Forças no Sistema Cartesiano 
Observe o esquema da Decomposições de 
Forças no sistema cartesiano. 
ΣFx = F1cosϴ1 + F2cosϴ2 – F3cosϴ3 – F4cosϴ4 
 
ΣFy = -F1senϴ1 + F2senϴ2 + F 3 senϴ 3 - F4senϴ4 
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Plano Inclinado 
Os Planos Inclinados são superfícies planas e inclinadas que formam um ângulo menor que 90° 
com uma superfície horizontal. Observe os gráficos a seguir: 
Plano Inclinado com atrito 
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Torque 
O Torque (Momento de uma Força) é o efeito da força que provoca a Tendência ao Giro. 
Torque (τ): medido como o produto entre a intensidade 
da força aplicada e a distância entre o ponto de 
interesse e a reta que define a direção da força. 
Forças tendem a 
fazer o corpo girar 
No equilíbrio: P1 + P2 = N 
 P1 x1 = P2 x2 
τ = F x 
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Atividade – Ação e Reação e o Efeito de Carrocerias 
• Vocês devem amarrar pelo menos cinco 
objetos de pesos semelhantes que não sejam 
muito leves com fio (exemplo: barbante). 
• Os objetos devem ficar amarrados uns nos outros e 
posicionados em uma superfície onde possam deslizar. 
• O conjunto de cinco objetos deve ser puxado por uma 
das pontas. 
• A critério de vocês, “desengatar” de um a quatro dos 
objetos cortando o fio enquanto deslizam. 
• Verifiquem a diferença da dificuldade em 
imprimir o movimento. 
• Com o auxílio do professor, discutam o efeito 
da força resultante e da tração nos 
diferentes trechos, e na diferença das 
resultantes por conjunto de blocos. 
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.