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Z XY r A v ω /5π /300π Tópico 04 1F 2F F resultante 8 FÍ SI CA I a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 06. (FMPA) A figura a seguir mostra um sistema de engrenagem com três discos acoplados, cada um girando em torno de um eixo fixo. Os dentes dos discos são de mesmo tamanho e o número deles ao longo de sua circunferência é o seguinte: X = 30 dentes; Y = 10 dentes; Z = 40 dentes Se o disco X dá 12 voltas, o disco Z dará: a) 1 b) 4 c) 9 d) 16 e) 14401. 07. (UFPE/UFRPE) A figura ao lado mostra um tipo de brinquedo de um parque de diversões. As rodas menores giram com uma velocidade angular de π/5 rad/s, independentemente da roda maior que gira a π/300 rad/s. Qual o número de voltas completas da roda pequena que terá dado o ocupante da cadeira hachurada, inicialmente no ponto mais baixo, quando o centro da roda pequena, na qual ele se encontra, atinge o ponto mais alto da roda maior. (Esse tipo de roda gigante permite trocar os ocupantes de uma roda menor, enquanto os demais se divertem!) 08. (FUVEST) Um disco de raio r gira com velocidade angular ω constante. Na borda do disco está presa uma placa fina de material facilmente perfurável. Um projétil é disparado com velocidade v em direção ao eixo do disco, conforme mostra a figura, e fura a placa no ponto A. Enquanto o projétil prossegue sua trajetória sobre o disco, a placa gira meia circunferência, de forma que o projétil atravessa mais uma vez o mesmo orifício que havia perfurado. Considere a velocidade do projétil constante e sua trajetória retilínea. O módulo da velocidade v do projétil é: a) ωr/π b) 2ωr/π c) ωr/2π d) ωr e) ωπ/r Forças e Movimento Você já deve ter notado, de sua experiência diária, que o mo- vimento de um corpo é um resultado direto de sua interação com outros corpos que o cercam. Um tenista golpeando uma bola, por exemplo, está interagindo com a bola e modificando seu movimento. A essas interações daremos o nome de força. Podemos definir uma força, de maneira mais rigorosa, da seguinte maneira: “Força é um agente físico que produz deformações (efeito estático) e / ou acelerações (efeitos dinâmicos) nos corpos sobre os quais atua; É uma grandeza física vetorial”. (Kazuhito, Fuke & Carlos) A análise da relação entre forças e movimento de corpos iniciou-se na Grécia Antiga, com Aristóteles. Para a escola grega, um corpo só estaria em movimento se fosse continuamente impelido por uma força. Um exemplo clássico do pensamento grego é uma carroça: ela só se move porque algum animal está continuamente aplicando uma força sobre ela. No século XVI, Galileu Galilei verificou empiricamente que corpos livres da ação de forças têm a tendência natural de permanecer em repouso ou realizar um movimento retilíneo uniforme, ou seja, ainda que não existam forças atuando sobre um corpo, ele pode realizar um movimento. Você certamente já deve ter visto um jogo muito comum em centros de lazer: uma espécie de hóquei sobre uma mesa que ejeta ar continuamente para reduzir o atrito do disco sobre ela mesma. Se tivés- semos uma mesa infinita e considerássemos que tanto o atrito como a resistência do ar são nulos, um disco lançado sobre a mesa continuaria seu movimento indefinidamente. No século seguinte, o físico inglês Isaac Newton, em seu livro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica desenvolveu as idéias de Galileu e estabeleceu as famosas Leis de Newton. Com elas, Newton estabeleceu as bases do que hoje é chamada Mecânica Newtoniana. Vale ressaltar, nesse ponto, que Newton foi um dos gênios mais brilhantes que já houve, trabalhando em diversas áreas da Física e da Matemáti- ca. Voltaire chegou a dizer que Newton seria “o maestro que regeria a orquestra quando, um dia, todos os gênios do mundo se reunissem”. Antes de estudarmos as famosas Leis de Newton, precisamos conhecer os conceitos de Força Resultante e Equilíbrio. Força Resultante Imagine um corpo sob a ação de um conjunto de forças Fi. Dizemos que a força resultante atu- ando sobre o corpo é a força que, sendo a única força a atuar sobre o corpo, produz nele o mesmo efeito que as outras todas as forças iF produzem atuando simultaneamente. Podemos determinar a força resultante pela soma vetorial das forças iF : F = 1F + 2F + ... + nF Equilíbrio Tome uma partícula com velocidade vetorial constante em relação a um referencial escolhido. Dizemos que uma partícula que obedece tal condição está em equilíbrio em relação a tal referencial. DINÂMICA Introdução Até agora, estudamos a parte da mecânica chamada cinemática. Isto é, ao ver um corpo caindo, próximo à superfície da Terra, apenas nos preocupamos em descrever o movimento desse corpo. No entanto, não respondemos uma outra questão: por que o corpo cai? São estudos desse tipo que faremos daqui em diante. Dinâmica é o nome dado ao estudo da relação entre o movimento de um corpo e as causas desse movimento. Prof. Sérgio Torres Apostila 02 Física Pura 15/05/2010 8/181 Sergio Torres fisica
