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Ação capaz de alterar a velocidade de um corpo, modificando o seu estado de repouso

ou de movimento.

Elementos de uma força:

Intensidade: capacidade de produzir efeitos maiores ou menores onde está sendo aplicada.

Direção: Indicada pela reta a qual a força atua. Podendo ser vertical, horizontal ou inclinada.

Sentido: Orientação do deslocamento sobre a direção da força.

As grandezas que são descritas por meio a intensidade, direção e sentido são

denominadas grandezas vetoriais. Graficamente é representada por um vetor (segmento de reta com uma seta na extremidade para indicar a direção e o sentido da força). A origem do segmento é o ponto de aplicação da força.

A força é uma grandeza física que pode ser medida, isto é, comparada com uma força

adotada como unidade. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de força adotada é o Newton (N).

Forças Combinadas

O resultado final de duas ou mais forças agindo sobre um corpo é chamado resultante (R). A resultante (R) é uma única força que tem o efeito das duas combinadas. As forças combinadas constituem um sistema de forças.

Para encontrar a intensidade da resultante (R) da ação de duas ou mais forças que atuam na mesma direção:

Duas forças agem em um corpo em sentidos contrários:

R = F1 – F2 Intensidade: 20 Newtons R = 100 N – 80 N Direção: Horizontal R = 20 N Sentido: para a esquerda

Nesse caso, a resultante R é determinada pelo componente de maior intensidade.

origem F

F1 = 100 N F2 = 80 N

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Duas forças agem em um corpo no mesmo sentido:

Todos empurram na mesma direção. Neste caso, as forças serão somadas. As forças atuantes podem formar um sistema angular. Aplicadas em um ponto de tal forma

que há formação de um ângulo.

A força resultante de duas forças concorrentes F1 e F2 é representada graficamente, em

intensidade, direção e sentido pela diagonal do paralelogramo formado por F1, F2 e por suas paralelas.

Neste caso, as forças serão elevadas ao quadrado

Força Atrito

Quando determinado corpo se desloca em uma superfície, poderá ocorrer atrito, isto é, a superfície poderá exercer uma força contrária ao corpo, a chamada Força de Atrito (Fat).

A força de atrito depende da natureza da superfície de contato. Em superfícies mais polidas, atrito é menor e o objeto que se desloca sofre maior resistência. O mesmo não acontece se uma superfície for muito irregular, como uma lixa, onde haverá maior atrito e maior resistência ao deslocamento de um objeto.

Atrito Parado Parado Parado

F1 = 72 N

F2 = 30 N

R = F1 + F2 Intensidade: 102 Newtons R = 72 N + 30 N Direção: Horizontal R = 102 N Sentido: para a direita

F1

F2

FR

Não desliza (estático) Fate = Faplicada

Desliza (cinético) Fatc = µc N

F = força

µ = coeficiente de atrito

N = força normal

1N 2N 3N 2 Kg

Deslizando

Fatc

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Em um dado momento, o objeto irá se deslocar e o atrito estático demonstra que terá limite.

Para calcular: Fatemáx = µe N µ = coeficiente de atrito Exemplo:

µc = 0,5 µe = 0,4 objeto inicialmente parado

F12 Fatc = µc N Fatc = 0,4 20 Fatc = 8N.

1ª Lei - Princípio da Inércia "Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento

tende a permanecer em movimento."

Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da curva, isto dá a impressão que se está sendo "jogado" para o lado contrário à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente a trajetória.

Quando estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar em movimento.

Conclui-se que um corpo só altera seu estado de inércia, se alguém, ou alguma coisa

aplicar nele uma força resultante diferente se zero.

2ª Lei - Princípio Fundamental da Dinâmica Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes observamos

que elas não produzem aceleração igual. A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente proporcional ao produto da

aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja:

F = m a F = medido em Newtons, é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo; m = massa, medida em quilograma (kg); a = aceleração adquirida (em m/s²).

F Fat a (m/s2)

0 0 0

2 2 0

6 6 0

10 10 0

12 8 2

14 8 3

4

A unidade de força, no sistema internacional, é o N (Newton), que equivale a kg m/s²

(quilograma metro por segundo ao quadrado). Exemplo: Quando um força de 12N é aplicada em um corpo de 2kg, qual é a aceleração adquirida

por ele? F = m a 12 = 2 a a = 6 m/s²

3ª lei – Princípio da Ação e Reação

Se um corpo aplicar uma força sobre um outro corpo, receberá deste uma força de

mesma intensidade, mesma direção e de sentido contrário.

Trabalho

Uma força aplicada em um corpo realiza um trabalho quando produz um deslocamento. Se ao aplicar a força, não houver deslocamento do corpo, então o trabalho é nulo.

Então calculamos:

Trabalho é igual a Força multiplicada pelo deslocamento. Força é me- dida em Newtons e deslocamento em metros.

τ = trabalho (Tau)

F = Força Δs = deslocamento

J = unidade de trabalho (Joule)

Trabalho da Força Peso

Devemos considerar a trajetória como a altura entre o corpo e o ponto de origem, e a força a ser empregada, a força Peso.

Então:

τp = trabalho da força peso

P = Força peso (massa x gravidade)

Δh = variação de altura

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Potência

A Potência é medida quando um trabalho é realizado em um menor período. Por exemplo:

Dois carros saem da praia em direção a serra (h = 600m). Um dos carros realiza a viagem em 1hora, o outro demora 2horas para chegar. Qual dos carros realizou maior trabalho?

O carro que subiu a serra em 1 hora realizou maior trabalho. Veja bem: temos dois que irão percorrer a mesma distância. Se um consegue percorrer em menor tempo, este realizará o trabalho com maior potência.

Então: Potência é igual ao trabalho dividido pela variação do tempo. Trabalho é medido em Joule e tempo em segundos.

A unidade de potência é o watt (W). Também é usado Cavalo-Vapor (CV –> 1CV = 735W) e Horse-power (HP –> 1HP = 746W).

Energia

Energia Mecânica

A Energia mecânica estuda o potencial energético de um corpo, desde que esteja sofrendo a ação de uma força cinética ou potencial. Aplicando isso matematicamente, temos:

EM = EC + EP

Energia mecânica = energia cinética + energia potencial

A equação utilizada para o cálculo da energia cinética é constante, diferente da energia potencial.

Energia Cinética Caracterizada por ser a energia adquirida por um corpo por estar em movimento. A energia está diretamente ligada ao movimento e à massa do corpo. A velocidade é calculada ao quadrado, pois isso mostra que um objeto em movimento ganha energia cinética e por conta da velocidade, essa energia cresce rapidamente.

EC = m v2

2

EC = Energia cinética m = massa v = velocidade

Energia Potencial

Calcula a gravidade e sua atuação nos corpos. Tem relação com a massa do corpo e sua distância. A energia do objeto será ‘despertada’ a partir do trabalho, quando isso ocorrer essa energia se transformará em outro tipo de energia.

EP = m g h EP = Energia Potencial Gravitacional m = massa g = gravidade h = altura