APOSTILA_1_TERMO_EJA_-_2015

E.E.SENADOR ADOLFO GORDO
APOSTILA DE FÍSICA EJA – 1o Termo
PROFESSORA GUARA
2015
E. Sen. Adolfo Gordo – Apostila de Física – prof. Guara
FÍSICA: FUNDAMENTOS DE MECÂNICA
1. Física?
Esta é a primeira pergunta que o estudante de nível médio deve saber
responder.
A ciência faz parte do dia a dia de todos nós. Se imaginarmos os primeiros
habitantes do nosso planeta, poderemos tentar adivinhar como eles deviam ter
duvidas em relação ao tempo e espaço. Sem o conhecimento científico atual
como explicar, por exemplo, coisas básicas como o amanhecer e o anoitecer?
Como explicar a chuva, o fogo, a água do mar e dos rios? Como explicar as
cores do mundo, as estações do ano, o luar, as ondas do mar?
A Física é a mais antiga ciência da natureza. Ela nasceu do pensamento
humano, da filosofia, da observação e da experimentação. Todas estas
capacidades são inerentes do ser humano. E esta capacidade, a inteligência, o
raciocínio é o nosso maior dom.
Atualmente a Física tem frutos como o funcionamento dos motores em geral, da
eletricidade, da informática, dos aviões e foguetes, e muito, muito mais!
No primeiro ano, ou melhor, no primeiro semestre, vamos estudar apenas uma
parte bem pequena da Física. Vamos tentar explicar algo cotidiano:
O movimento.
Nosso maior desafio é pensar como cientistas. Precisamos estar concentrados e
deixar o pensamento fluir, este é um grande exercício e trará excelentes ganhos,
uma vez que nosso cérebro, ao ser estimulado, como qualquer outro sistema do
nosso corpo, terá um bom desenvolvimento. E os frutos do exercício do
pensamento serão colhidos, com certeza, em inesperados momentos de nossas
vidas.
Pense nestas questões:
 O que é movimento?
 Você está em repouso em movimento?
 Se você estiver em um trem em movimento com relação à terra e soltar
uma bola de sua mão, qual será a trajetória descrita pela bola?
Recordando as unidades de medidas de 3 grandezas fundamentais: Espaço,
tempo e massa
Espaço: lembre-se que:
1 km
1m
1m
= 1000 m
= 100 cm
= 1000 mm
2
Exercícios:
1.Transforme em metros:
a) 2 km =
b) 30 km =
c) ..2,5 km =
d) 0,5 km =
e) 0,45 km =
f) 0,200 km =
g) 300 cm =
h) 200 cm =
i) 250 cm =
j)
k)
l)
m)
n)
o)
p)
q)
r)
18 cm =
25 cm =
1000cm =
500 mm =
750 mm =
10000 mm =
3000 mm =
450 mm =
24 mm =
2. Transforme em quilometros:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
2200 m =
250 m =
2480 m =
720 m =
8000 m =
500 m =
Tempo:
3. Complete:
a) 1 h = ..............min b)1 min = ...............s
c) 1h = ....................s
d) 1dia = ............h =........................min = ..................................s
Massa:
Lembrando que 1 kg = 1000 g e que 1 g = 1000 mg ;
4. Complete:
a) 2 kg = ..........................g
b) 5 kg = .....................…..g
c) 200 g = …………….…kg
d) 2000 g = ……………...kg
e) 500 g = …………….…kg
f) 250 mg = ................…..g
g) 500 mg = …….……… g
h) 450 mg =……………….g
i) 22000mg = …………….g
j) 3,9 g = …………………mg
k) 2,78 g = ...........….….....mg
l) 0,5 kg = ………………...g
3
Como transformar unidades do tipo:
Quilometros por hora (km/h) em metros por segundo (m/s)?
1 km = 1000 m
1 h = 3600 s
1km/h = 1000m/3600s como simplificar esta transformação?
Utilizando a regra:
1m/s = 3,6 km/h
Exercícios:
1.Transforme em m/s:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
72 km/h =
36 km/h =
54 km/h =
108 km/h =
360 km/h =
720 km/h =
2. Transforme em km/h:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
10 m/s =
2 m/s =
25 m/s =
15 m/s =
100 m/s =
30 m/s =
3. O som se propaga no ar com velocidade aproximada de 340m/s.
Considerando este valor, qual a velocidade mínima de um avião supersônico?
2.VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA (Vm)
Quando um móvel está em movimento, a distância que ele percorre em um
único sentido, (s), dividida pelo intervalo de tempo (t) nos fornece o valor da
velocidade média do móvel.
Escrito em forma de equação, temos:
Vm =
s
t
A variação de posição ou deslocamento, ∆s, deve ser expressa em metros e o
intervalo de tempo, ∆t, em segundos.
Desta forma, teremos a medida da velocidade média expressa em m/s (metros
por segundo). Esta unidade está de acordo com o Sistema Internacional de
Unidades (S.I.U.), que foi estabelecido para que todos os trabalhos científicos do
4
mundo sejam escritos com as mesmas unidades de medida de acordo com a
grandeza.
Veja as grandezas que inicialmente serão utilizadas no nosso curso com as
correspondentes unidades de medida.
Grandeza
Espaço
Tempo
Massa
Velocidade
Aceleração
Força
Energia
unidade de medida (S.I.)
metro (m)
segundo (s)
quilograma (kg)
metros por segundo (m/s)
metros por segundo ao quadrado
(m/s2)
Newton (N)
Joule (J)
Entretanto, sabemos que existe uma medida usual para expressar o valor da
velocidade, o quilometro por hora (km/h) que estamos acostumados. Neste
caso, estamos medindo a distância em quilometros e o tempo em horas.
Sabemos ainda que para transformar km/h em m/s devemos dividir o valor da
velocidade por 3,6 e , ao contrário, para transformar m/s em km/h multiplicamos
pelo mesmo valor.
Exercícios:
1.Um nadador percorreu 100 m de uma piscina em 50 s. Qual foi a sua
velocidade média?
2.Qual a velocidade média de um trem que durante 50s percorreu 500m?
3.Se você fosse andar 5 km em 0,5 h com qual a velocidade média deveria
percorrer este percurso?
4.Para atravessar um canal de 3 km, uma lancha gastou 5 minutos. Calcule a
velocidade média da lancha neste evento.
5.Uma família, em viajem de férias, foi de São Paulo ao Rio de Janeiro,
aproximadamente 400 km. Sabendo-se que saíram de São Paulo às 10 h da
manhã e chegaram ao Rio de Janeiro às 18 h, determine a velocidade média
desta família para tal viagem.
6.A distância entre São Paulo e Santos é de aproximadamente 100 km. Se este
percurso for feito em 2 h qual deve ser o valor da velocidade média do veículo?
7.Se um estudante para chegar à escola caminha 3,6 km em 30 minutos qual
deve ser a sua velocidade média?
5
8.Para percorrer 1800 km um avião gastou 2h. Determine o valor da velocidade
média do avião neste percurso.
Alguns exercícios podem envolver o cálculo do deslocamento, ou variação de
espaço, ou ainda o intervalo de tempo pode ser questionado. Neste caso,
devemos utilizar a mesma equação da velocidade escrita de forma mais
apropriada. Assim, para calcularmos o deslocamento fazemos: s = Vm x t e
para determinarmos o intervalo de tempo faremos: t = s/Vm.
Exemplos:
1. Se Maria mantiver uma velocidade média de 2,5 m/s que distância ela
deve percorrer em 10 min?
2. Um automóvel com velocidade média de 72 km/h percorreu 360 km. Qual
o intervalo de tempo gasto pelo automóvel neste percurso?
Exercícios:
1. Um barco desce um rio com velocidade média de 54 km/h. Quanto tempo
gasta para percorrer 1,5 km?
2. A viagem de uma família foi feita em 3 h e a velocidade média
desprendida foi de 54 km/h. Qual a distância percorrida nesta viagem?
3. Um caminhão mantém a velocidade média de 72 km/h ao percorrer
144km. Determine o tempo gasto.
4. Se mantiver a velocidade de 1080 km/h durante 1,5 h, qual é a distância
que um avião percorrerá?
5. Para percorrer 400 km com velocidade média de 80 km/h quanto tempo
um automóvel irá gastar nesta viagem?
6. Uma jovem caminhou 1,8 km com velocidade média de 2m/s, qual o
tempo gasto neste percurso?
7. Um automóvel percorreu 30 km com velocidade média de 60 km/h e mais
60 km com velocidade média de 120 km/h. Qual o tempo gasto no
percurso total?
8. Um trem de velocidade média 70 km/h percorre 35 km e depois mantendo
a velocidade de 50 km/h percorre mais 50 km. Determine o tempo gasto
para percorrer todo o percurso.
Exercícios de revisão
A partir do exemplo:
72 km/h = 72:3,6 = 20 m/s
ou
20 m/s = 20x3,6 = 72 km/h
1. Transforme em km/h
2. Transforme em m/s
6
a) 25 m/s =
b) 30 m/s =
c) 15 m/s =
d) 100 m/s =
e) 330 m/s =
f) 2 m/s =
g) 40 m/s =
h) 18 m/s =
a) 54 km/h =
b) 540 km/h =
c) 108 km/h =
d) 72 km/h =
e) 90 km/h =
f) 900 km/h =
g) 1080 km/h
h) 10,8 km/h
3. Uma família em viagem de férias para o Rio de janeiro, parte de São Paulo,
às 8h da manhã e chegam ao Rio de Janeiro às 17h do mesmo dia.
Considerando a distância entre as duas cidades aproximadamente 450 km,
determine a velocidade média de tal viagem.
4. Um caminhão percorre 30 km com velocidade média de 60 km/h e em
seguida mais 40 km com a velocidade média de 50 km/h. Determine a
velocidade média total do percurso.
5.Um tatu-bola percorreu uma régua de 30 cm em 5 min. Determine a
velocidade média do tatu em cm/s.
3. O MOVIMENTO UNIFORME
O carro da polícia vai alcançar o carro do bandido?
Se nós desconsiderarmos todas as variáveis e nos limitarmos ao movimento
com velocidade constante e trajetória retilínea, teremos o modelo de
movimento que é o movimento retilíneo e uniforme.
Neste caso, a velocidade do móvel, que permanece constante, tem o valor da
velocidade média que aprendemos a calcular. Em outras palavras, podemos
utilizar a equação:
s
e o valor de Vm = Vo.
t
O intervalo de tempo ∆t pode ser escrito simplesmente por t se considerarmos t0
= 0 e ∆s = s - so a mesma equação pode ser reescrita da forma de uma equação
matemática de 1º grau, ou seja:
V=
s = so + v.t
Utilizaremos a fórmula escrita desta maneira para calcularmos por exemplo a
posição de um móvel, em um determinado instante,quando conhecemos a sua
velocidade e a sua posição inicial.
Devermos treinar o maior número possível de exercícios utilizando esta
equação, pois assim saberemos como usar um modelo de solução que é
sempre muito utilizado nas ciências.
Exemplos:
7
1.Considere que um automóvel passa pelo marco 30 km de uma estrada no
instante em que o motorista olha para o relógio e começa a contar o tempo
gasto para alcançar o marco 60 km, mantendo a velocidade constante de 60
km/h.
A equação horária do movimento do automóvel neste percurso será:
s = so + v.t
60 = 30 + 60.t e com esta equação poderemos determinar o tempo gasto pelo
automóvel deste a posição 30 km até a posição 60 km.
60 – 30 = 60.t
30/60 = t
t = 0,5 h.
2.Escreva a função horária dos espaços para um móvel em M.U. considerando a
posição inicial do móvel 4,0 m e a sua velocidade constante de 5,0 m/s.
s = so + v.t
s = 4,0 + 5,0.t em unidades do S.I.
3.Considere o exercício anterior e determine:
a) a posição do móvel no instante t = 3,0s
s = 4 + 5.3
s = 4 + 15
s = 19 m
b) o instante em que a posição do móvel é 24 m.
24 = 4 – 5.t
24 – 4 = 5.t
20 = 5.t
t= 4s
Exercícios:
1.Determine o valor da velocidade e da posição inicial que cada uma das
equações horárias a seguir representam.
a) s = 40 – 5,0 .t
b) s = -12 + 5,0. t
c) s = 3,0 – 12. t
d) s = - 10 – 5,0 .t
2.Um móvel partiu da posição 8,0 m no instante t = 0 e mantém a velocidade
constante de 4,0 m/s. Escreva a função horária deste movimento e determine a
posição do móvel no instante t = 5,0s.
3. Um móvel em movimento uniforme passa pela posição 4,0 m no instante 3,0s
e pela posição 14 m após 5s. Determine a velocidade deste móvel.
8
4. Mantendo a velocidade constante, um caminhão parte (t=0) do marco 10 km e
no instante t = 0,5h passa pelo marco 50km. Determine a velocidade que o
caminhão manteve.
5. Determine o deslocamento de um móvel que mantém a velocidade de 72
km/h durante 30 min.
6.Um trem mantém velocidade constante de 40 km/h durante 15 min. Determine
a distância percorrida por este trem durante este intervalo de tempo.
7. Um trem de comprimento 50m atravessa um túnel de 300m com velocidade
constante de 54 km/h. Determine o tempo gasto neste percurso.
8.Um caminhão de 20m de comprimento mantém a velocidade de 72km/h
levando 2 min para percorrer uma ponte. Determine o comprimento da ponte.
9. Determine a distância percorrida por um avião a 900 km/h em 1 minuto.
10. Determine a posição de onde partiu um móvel com M.U. e velocidade de
10m/s, sabendo-se que após 5s sua posição era 55m.
11. Determine a posição inicial de um móvel que executa movimento uniforme
com velocidade de 4 m/s e que se encontra na posição 40m após 5s de
movimento.
12. Se um automóvel mantiver a velocidade de 90 km/h a partir do marco 300km
de uma estrada retilínea, qual será a sua posição após 30min?
13. Se um móvel mantiver a velocidade de 20m/s a partir do marco 30m de uma
trajetória retilínea, qual será a sua posição após 10s de movimento?
Exercícios complementares
1.Um estudante, inicialmente em repouso na posição A de uma praça, deslocase, a partir daí, 50m para o norte, em seguida 40m para o leste e, depois, 20m
para o sul, chegando finalmente a um ponto B.
a) faça o desenho do movimento do estudante, representando esse movimento
por meio de três vetores deslocamentos;
b) represente na figura desenhada no item anterior o deslocamento resultante
do estudante, indicando o módulo, a direção e o sentido;
c) determine a velocidade escalar média deste estudante, entre A e B,
sabendo-se que este movimento foi realizado em 10 minutos.
2.Um ônibus efetua um deslocamento de 150 km, desenvolvendo nos primeiros
120km, uma velocidade média de 80 km/h e, nos 30km restantes, uma
velocidade de 60km/h. Calcule:
a) o intervalo de tempo de duração da viagem;
b) a velocidade média no percurso total.
9
3. A tabela a seguir representa os espaços de dois carros A e B que se
deslocam na mesma estrada, em função do tempo.
Carro A –
posição (km)
0
40
80
Carro B - Tempo(h)
posição (km)
200
0
260
1
320
2
faça o gráfico das posições destes carros em função do tempo e determine:
a) o instante da ultrapassagem;
b) a posição da ultrapassagem.
4.Um estudante, inicialmente em repouso na posição A de uma praça, deslocase, a partir daí, 50m para o norte, em seguida 40m para o leste e, depois, 20m
para o sul, chegando finalmente a um ponto B.
a)faça o desenho do movimento do estudante, representando esse movimento
por meio de três vetores deslocamentos;
b)represente na figura desenhada no item anterior o deslocamento resultante do
estudante, indicando o módulo, a direção e o sentido;
c)determine a velocidade escalar média deste estudante, entre A e B, sabendose que este movimento foi realizado em 10 minutos.
10
4. AS LEIS DE NEWTON
Sir Isaac Newton
A vida de Newton pode ser dividida em três períodos. O primeiro sua
juventude de 1643 até sua graduação em 1669. O segundo de 1669 a 1687, foi
o período altamente produtivo em que ele era professor Lucasiano em
Cambridge. O terceiro período viu Newton como um funcionário do governo bem
pago em Londres, com muito pouco interesse pela matemática.
Isaac Newton nasceu em 4 de janeiro de 1643 (ano da morte de Galileo)
em Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra. Embora tenha nascido no dia de Natal
de 1642, a data dada aqui é no calendário Gregoriano, que adotamos hoje, mas
que só foi adotada na Inglaterra em 1752. Newton veio de uma família de
agricultores, mas seu pai morreu antes de seu nascimento.
Ele foi criado por sua avó. Um tio o enviou para o Trinity College,
Cambridge, em Junho de 1661.
Isaac Newton foi um dos maiores cientistas de todos os tempos.
Chamamos de Mecânica Newtoniana o estudo dos movimentos.
Conta-se que Newton era uma criança muito introvertida e foi um jovem
bastante reservado. Ele teve uma infância difícil, não cresceu perto da mãe, que
se tornando viúva muito jovem, casou-se novamente e deixou o filho vivendo
com um tio.
Isaac Newton começou cedo seus estudos e tornou-se um famoso
alquimista. Estudou os movimentos dos corpos em geral, dos corpos celestes,
desenvolveu o cálculo diferencial e contribuiu em vários ramos da Física e da
Matemática.
Lembrando que Newton nasceu no mesmo ano em que Galileu Galilei
morreu. Galileu foi sujeito à inquisição porque defendia o modelo heliocêntrico
do sistema solar. Ao contrário de Giordano Bruno, que foi queimado vivo pela
inquisição, Galileu negou suas idéias mas não deixou de ensiná-las a seus
discípulos e deixá-las registradas
11
Uma das experiências de Galileu que devemos conhecer é a do plano
inclinado. Conta-se que ele observou o movimento de uma bolinha ao descer um
plano de inclinação variável. Que a cada ângulo que a bolinha percorria através
do plano determinava sua velocidade ao chegar ao chão, de forma que a bolinha
percorria cada vez mais uma distância até parar. Galileu supôs que se não
houvesse forças para parar a bolinha, o movimento desta seria um movimento
retilíneo com velocidade constante.
Você concorda com esta idéia de Galileu?
Conta-se também que Galileu soltou objetos diferentes de cima da Torre
de Piza na Itália a fim de provar que os objetos caem com a mesma velocidade,
independente da massa do objeto.
Você concorda com mais esta idéia?
Newton concordou!
A primeira lei de Newton, também chamada de Princípio da Inércia, é
uma elaboração de idéias de Galileu.
O que é inércia?
Inércia é uma tendência de todos os corpos que possuem massa em
manter o seu estado de equilíbrio: repouso ou movimento retilíneo e uniforme.
Quando estamos em repouso, por exemplo, ao acordar de manhã,
fazemos uma força para levantar. O mesmo ocorre com todos os corpos, uma
vez parado, devem continuar parados até que uma força externa os coloque em
movimento. Para um corpo em movimento, a tendência é permanecer em
movimento retilíneo e com velocidade constante. Se estivermos em um ônibus e
este está em movimento, percebemos a tendência de permanecer em
movimento, pois se o motorista breca, somos lançados para frente e se o
mesmo faz uma curva, somos lançados para o sentido oposto.
Um dos enunciados do princípio da Inércia pode ser:
“Todo corpo, livre da ação de forças, está em repouso ou em movimento
retilíneo e uniforme”.
A segunda Lei de Newton, é o Princípio Fundamental da Dinâmica.
A força aplicada em um corpo provoca uma aceleração do mesmo. Sendo
que a força é proporcional a aceleração adquirida. A constante de
proporcionalidade é justamente o valor da massa do mesmo:


F  m .a
As setas na força e na aceleração representam que além do valor,
devemos considerar que as grandezas vetoriais força e aceleração possuem a
mesma direção e o mesmo sentido.
A unidade de medida de força no sistema internacional é Newton,
abreviaremos por N.
1N = 1 kg. m/s2
12
Uma mesma força provoca em corpos de massas diferentes acelerações
diferentes.
Exemplos:
Um objeto de massa 2,0kg é acelerado por uma força constante e esta
aceleração tem módulo 3,0 m/s2.
Determine o valor da força aplicada neste objeto.
Usando o P.F.D.:
F = m.a
F=2x3
F=6N
Exercícios:
1.
Determine o valor da única força que atua em um móvel de massa 3kg para
que a aceleração deste seja de 5m/s2.
2.
Qual é o valor da força que deve ser aplicada a um móvel de massa 20 kg
para que ele adquira a aceleração de 2m/s2?
3.
Calcule a força necessária para provocar uma aceleração de 10m/s2 em um
móvel de massa m = 8 kg.
4.
Qual a massa de um corpo que ao ser aplicada uma força resultante de
40N adquire a aceleração de 8 m/s2 ?
5.
Qual a massa de um bloco que ao receber uma força constante de
intensidade 200 N adquire a aceleração de 2m/s2?
6.
Determine a aceleração adquirida por um corpo de massa 30 kg, sujeito a
uma força constante de intensidade 60N.
7.
Determine a aceleração adquirida por um corpo de massa 50 kg, sujeito a
uma força constante de 100 N.
8.
Considere um móvel sujeito a duas forças horizontais de intensidades 30N
e 20N:
13
F1 = 30N
F2 = 20N
Se a massa do corpo é 4kg, determine a aceleração adquirida.
9.Considere um móvel sujeito a duas forças horizontais de intensidades 30 N e
10 N:
F1 = 30N
F2 = 10N
Se a massa do corpo é 4kg, determine a aceleração adquirida..
10. Considere um móvel sujeito a duas forças horizontais de intensidades
mostradas na figura:
F1= F2 = 50N
F3 = 20N
Se a massa do corpo é 4kg, determine a aceleração adquirida.
A terceira Lei de Newton ou princípio da ação e reação diz que:
“À toda força de ação corresponde uma força de reação de mesma intensidade,
mesma direção, mas de sentido oposto.”
Assim, se um carro bater em um poste, o motorista poderá dizer que o poste
bateu no carro? Lembre-se, o referencial sempre tem importância nas
explicações físicas.
Quando um barco a remo se desloca, o remo “empurra” a água (ação) em um
sentido e a água “empurra” o remo no sentido contrário (reação). Sempre as
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intensidades das forças, de ação e reação são iguais enquanto os sentidos
sempre são diferentes.
A força peso é um interessante exemplo da 3ª. Lei, quando a Terra atrai um
corpo (ação = peso do corpo) o corpo também atrai a Terra com uma força de
intensidade igual. Entretanto o corpo deve ser mais leve do que a Terra já que
adquire uma aceleração de queda.
Diferença entre peso e massa:
A massa de um corpo é a medida da matéria que o constitui (em quilogramas no
S.I.). O peso do corpo é a sua massa vezes a aceleração da gravidade no local
onde ele se encontra (outra aplicação da 2ª. Lei). O peso é medido em newtons
pois tratando-se da força com que o corpo é atraído para a Terra.
Próximo à superfície da Terra, a aceleração da gravidade é aproximadamente
9,8 m/s2. Utilizaremos para facilitar nossas contas g = 10 m/s2.Em outros
planetas ou na Lua por exemplo, o valor da aceleração da gravidade varia.
Por isso, o peso de um corpo varia de acordo com o lugar onde ele se encontra.
Vamos identificar os pares de ação e reação em um corpo de massa m que se
encontra em cima de uma superfície acima do solo.
1.Represente as seguintes forças:
a) a força com que a Terra atrai o corpo
b) a reação desta força
c) a força que o corpo exerce sobre a superfície
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d) a reação desta força.
2.Cite mais alguns exemplos de pares de forças Ação e Reação e depois
responda:
3. As forças de ação e reação podem se anular? Explique.
Exercícios de revisão:
1. Um pequeno automóvel colide com um grande caminhão carregado. Você
acha que a força exercida pelo automóvel no caminhão é maior, menor ou
igual à força exercida pelo caminhão no automóvel. Justifique.
2. Como a hélice de um avião o impulsiona?
3. Há necessidade da atmosfera para que o avião seja acelerado?
4.Uma pessoa encontra-se no meio de um lago gelado, de atrito desprezível.
a) Ela pode caminhar até a margem do lago? Comente sua resposta.
b) Essa pessoa arremessa horizontalmente um sapato e este atinge a outra
margem Por quê?
5.Na ausência de forças, um corpo em repouso continua em repouso, e um
corpo em movimento continua em movimento em linha reta e com velocidade
constante. Que princípio é este?
6.Chama-se resultante de um sistema de forças a única força que produz o
mesmo efeito de um sistema. Considere duas forças, uma de 40N e outra de
60N. Determine o valor da resultante quando:
a) as duas forças estão na mesma direção e em sentidos opostos,
b) se estiverem na mesma direção e mesmo sentido.
7.Desenhe as duas forças do exercício anterior perpendiculares. Qual o valor
da resultante sobre elas?
MAQUINAS MECANICAS
Uma máquina é considerada simples quando é constituída de uma só peça
e em toda máquina simples estão associados três elementos:
1. FORÇA POTENTE ou POTÊNCIA (P) Toda força capaz de produzir ou de
acelerar o movimento. Produz trabalho motor.
2. FORÇA RESISTENTE ou RESISTÊNCIA (R) - É toda força capaz de se opor
ao movimento. Produz trabalho resistente.
3.Um elemento de ligação entre potência e resistência, que pode ser um ponto
fixo, um eixo ou um plano.
16
E deste terceiro elemento que surge então os três tipos principais de
máquinas simples:
ALAVANCA – ROLDANA - PLANO INCLINADO
ALAVANCAS
E uma barra rígida, que pode ser reta ou curva, móvel em torno de um de
seus pontos chamado fulcro ou ponto de apoio (A).
TIPOS DE ALAVANCAS
1) INTERFIXA:
Com o fulcro entre a potência e a resistência.
O homem primitivo
descobriu que, quanto
mais longa a alavanca,
mais peso ele podia
erguer, com menos
esforço.
2) INTER-RESISTENTE
Com a resistência entre o ponto de aplicação da potência e o fulcro.
3) INTERPOTENTE
Com o ponto de aplicação da Potência entre o ponto de aplicação da resistência
e o fulcro
CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO DAS ALAVANCAS
Em uma alavanca em equilíbrio, o produto da força potente pelo seu braço deve
ser igual ao produto da força resistente pelo seu braço.
Vamos chamar de “a” o braço da força potente (P) e de “b” o braço da força
resistente (R), veja então:
17
EXERCÍCIO
1)Identifique os tipos de alavancas apresentadas abaixo
a)
b)
18
c)
d)
e)
19
f)
g)
h)
i)
20
j)
k)
l)
m)
2) Qual o valor da força potente (P) aplicada a esta alavanca interfixa afim de se
obter o equilíbrio?
21
3) Para levantar 500Kg, emprega-se uma alavanca de 1,50m. O ponto de
aplicação e o ponto de apoio distante 0,30m. Qual a força que se deve aplicar na
extremidade da alavanca para erguer a pedra?
4) É preciso erguer um peso de 1000kg por meio de uma alavanca; qual deve
ser a força resistente (R) , se os braços de alavanca são 1,20m para a força
potente (P) e 0,24m para a resistência?
22