Forças
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Capítulo 9 Forças FÍSICA NICOLAU, TORRES E PENTEADO ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 9 – Leis de Newton Força A ideia de empurrar ou puxar um corpo para colocá-lo em Vukmirovic/Shutterstock movimento está relacionada ao conceito intuitivo de força. F 9.1 VASTUDIO/SHUTTER STOCK Força Também podemos associar força à ideia de provocar deformação. Força é uma grandeza vetorial, logo possui: Módulo Direção Sentido 9.1 1) se um corpo estiver em repouso, para pô-lo em movimento é necessário fazer agir “alguma coisa” sobre ele; 2) se a velocidade de um corpo aumenta, é porque “alguma coisa” age sobre ele; 3) se a velocidade de um corpo diminui, é porque “alguma coisa” age sobre ele; 4) se a velocidade de um corpo muda de direção, é porque “alguma coisa” age sobre ele. A essa “alguma coisa” capaz de pôr em movimento um corpo que está em repouso, ou capaz de modificar de alguma forma a sua velocidade, é que Newton denominou força, sendo a seguinte a definição por ele apresentada: Isaac Newton nasceu em 4 de janeiro de 1643 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. A definição newtoniana de força Chama-se força atuante sobre um corpo a qualquer agente capaz de modificar o seu estado de repouso ou de movimento retilíneo e uniforme. Vamos estudar cinco forças Peso P Normal N Tração Elástica Atrito T Fel F at STUDIO CAPARROZ Peso ( P ) A força peso é a atração gravitacional que age entre corpos que possuem massa. Por exemplo, a força com que a Terra atrai os objetos. P Direção: vertical Sentido: centro da Terra (o planeta –P atrai o corpo.) Módulo: P = m ⋅ g A reação à força peso P é a força –P com que o corpo atrai o planeta. 9.5 Força de reação normal de apoio (N ) A força de reação normal do apoio é a força de contato entre um corpo e a superfície de apoio. Direção: perpendicular às superfícies em contato. Sentido: orientada para o interior do corpo onde atua. Módulo: depende da situação e das outras forças que atuam no corpo. 9.6 N ADILSON SECCO As principais forças da dinâmica Força de reação normal de apoio (N ) Outras situações: N N 9.6 Força de tração do fio ( T ). A força de tração do fio é a força de interação entre um corpo preso a um fio esticado. Direção: sempre na direção do fio. Sentido: sempre no sentido de puxar o corpo ao qual está preso. Módulo: depende da situação e das T outras forças que atuam no corpo. 9.7 ADILSON SECCO Força elástica A força elástica é a força exercida por um corpo deformado, ou seja, por um corpo comprimido ou Mola livre esticado. x Fel Direção: coincidente com a direção da deformação. Sentido: tem sentido oposto x Mola comprimida ao da deformação. Módulo: Fel = k · x (lei de Hooke) Mola esticada 9.8 Fel Força de atrito A força de atrito é a força que surge quando uma superfície movimenta-se, ou tenta de movimentar, em relação a outra. Ela surge em virtude das irregularidades existentes entre as ADILSON SECCO superfícies em contato. Tentaremos deslocar o bloco para a direita aplicando-lhe uma força F horizontal. 9.9 Força de atrito em repouso: FR = 0 N Portanto: N = P (na vertical) e Fat = F (na horizontal). F Se aumentarmos a força F Fat e o bloco permanecer em P repouso, então a força de atrito Fat também aumentará. 9.9 ADILSON SECCO Enquanto o bloco permanece Força de atrito A força de atrito atingirá seu ADILSON SECCO valor máximo Fat(máx) quando o bloco estiver na iminência de se movimentar. A força de atrito que surge enquanto as superfícies não se movimentam, uma em relação à outra, recebe o nome de força de atrito estático. 9.9 Força de atrito Note que a força de atrito estático tem valor variável, que ADILSON SECCO depende do valor da força F. 0 ≤ Fat(e) ≤ e · N e é o coeficiente de atrito estático 9.9 Força de atrito A partir do instante em que o bloco começa a se movimentar, a força de atrito diminui ligeiramente e torna-se constante. A força de atrito é agora denominada ADILSON SECCO força de atrito cinético ou força de atrito dinâmico. Fat(c) = c·N e é o coeficiente de atrito cinético. 9.9 ANOTAÇÕES EM AULA Coordenação editorial: Juliane Matsubara Barroso Elaboração de originais: Carlos Magno A. Torres, Nicolau Gilberto Ferraro, Paulo Cesar M. Penteado Edição de texto: Eugênio Dalle Olle, Fabio Ferreira Rodrigues, Fernando Savoia Gonzalez, João Batista Silva dos Santos, Livia Santa Clara de Azevedo Ferreira, Lucas Maduar Carvalho Mota, Luiz Alberto de Paula e Silvana Sausmikat Fortes Preparação de texto: Silvana Cobucci Leite Coordenação de produção: Maria José Tanbellini Iconografia: Daniela Baraúna, Érika Freitas, Fabio Yoshihito Matsuura, Flávia Aline de Morais e Monica de Souza Diagramação: Mamute Mídia EDITORA MODERNA Diretoria de Tecnologia Educacional Editora executiva: Kelly Mayumi Ishida Coordenadora editorial: Ivonete Lucirio Editores: Andre Jun e Natália Coltri Fernandes Assistentes editoriais: Ciça Japiassu Reis e Renata Michelin Editor de arte: Fabio Ventura Editor assistente de arte: Eduardo Bertolini Assistentes de arte: Ana Maria Totaro, Camila Castro e Valdeí Prazeres Revisores: Antonio Carlos Marques, Diego Rezende e Ramiro Morais Torres © Reprodução proibida. 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