Química Geral
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Mecânica Clássica Curso - Licenciatura em Física – EAD Profº. M.Sc. Marcelo O’Donnel Krause ILHÉUS - BA Mecânica Básica • Leis de Newton: 1ª Lei: Cada partícula permanece em seu estado de repouso, ou em movimento retilíneo e uniforme, a não ser que seja compelida a alterá-lo por forças que atuem sobre ela. Mecânica Básica Mecânica Básica • Leis de Newton: 3ª Lei: Sempre que uma partícula, 1, estiver exercendo uma força sobre uma outra, 2, esta outra estará, também, reciprocamente, exercendo uma força sobre a partícula 1, e tais forças terão, sempre, normas iguais, mesma direção e sentidos opostos. Mecânica Movimento e Referencial O tratamento da lei de Newton consistia num espaço absoluto, que segundo ele em sua própria natureza, sem relação com qualquer coisa externa, permanece sempre idêntico e imóvel. (Newton – Principia, p. 6) Mecânica Movimento e Referencial Mecânica Movimento e Referencial Mecânica Formalismo Newtoniano As forças inerciais na Mecânica de Newton são: Força de interação Forças de contato Força elástica Mecânica Força de Interação Mecânica Força de Interação Mecânica Força de Contato Mecânica Força de Contato Mecânica Força Elástica Mecânica – Forças Inerciais Força de Einstein Mecânica – Forças Inerciais Força de Einstein Na figura ao lado encontramos a mesma esfera sendo observada por um observador solidário ao vagão. Como se encontra em um referencial não inercial em movimento de translação acelerado com aceleração “A” relativa a um referencial inercial, este observador nota, além das forças de interação N, P e T que existiam para a primeira observadora (as forças de interação são invariantes sob mudança de referencial, já o sabemos), a força de Einstein E representada na figura. Mecânica – Forças Inerciais Força de Einstein Mecânica – Forças Inerciais Força Centrífuga Nessa figura está representado um disco horizontal, visto de cima, em repouso em relação à Terra, suposta um referencial inercial. Sobre o disco está uma esfera de massa m ligada a quatro molas idênticas, que nesta situação encontram-se dispostas de forma simétrica e relaxadas, ou seja, nem esticadas nem comprimidas. Mecânica – Forças Inerciais Força Centrífuga Uma observadora ligada à Terra verifica que as únicas forças (de interação) aplicadas à esfera são seu peso P e a reação normal N do disco sobre a esfera (ambas verticais). Como não há movimento vertical, conclui que P + N = 0. Na figura ao lado o mesmo disco agora está girando com velocidade w constante em torno de um eixo vertical passando por seu centro. Mecânica – Forças Inerciais Força Centrífuga Mecânica – Forças Inerciais Força Centrífuga Mecânica – Forças Inerciais Força de Euler Mecânica – Forças Inerciais Força de Euler Mecânica – Forças Inerciais Força Coriolis A quarta e última força inercial que iremos analisar é a única que depende de a partícula estar se movimentando em relação ao observador não-inercial, pois possui em sua expressão a velocidade v, relativa ao referencial não inercial. Desprezando quaisquer irregularidades ou atritos que possam perturbar o movimento da esfera, vamos analisá-lo do ponto de vista de nossos observadores. A observadora ligada ao referencial inercial observa a esfera sendo lançada a partir do centro do disco com velocidade (Vo) que não se altera ( a soma das forças que agem sobre a esfera, P e N, é nula!) até que ela, após percorrer uma trajetória retilínea enquanto o disco gira sob ela, alcança um ponto B diferente de A (figura 5 b) Mecânica – Forças Inerciais Força Coriolis Mecânica – Forças Inerciais Força Coriolis A forca de Coriolis tem sua manifestação mais evidente e popular relacionada a uma característica que envolve o movimento de grandes massas de ar em nossa atmosfera. E sabido que os ciclones e todos os grandes deslocamentos de ar da atmosfera que ocorrem no hemisfério Norte do planeta possuem vorticidade orientada no sentido antihorário, ao contrario do que ocorre no hemisfério Sul, onde o sentido do giro e o dos ponteiros do relógio. Presume-se que este seja um efeito notável da forca de Coriolis, originada no fato de a Terra ser um referencial dotado de velocidade angular. Exercício 1 O carro representado na figura esta percorrendo uma estrada retilínea e horizontal, movendo-se com uma aceleração constante A dirigida da esquerda para a direita. Fixo ao carro existe uma rampa cujas retas de máximo declive pertencem a planos verticais paralelos ao eixo da estrada. Uma pessoa que viajava no carro observou que uma esfera homogênea sendo abandonada sobre a rampa permanecia imóvel em relação a rampa. Calcule o ângulo que a rampa forma com a horizontal. Exercício 1 Exercício 3 Um automóvel de massa m esta atravessando uma ponte cujo raio de curvatura correspondente ao seu ponto mais alto vale R. Sabendo que a concavidade da ponte e voltada para baixo, que vale h a altura do centro de massa do automóvel, relativa ao plano de apoio das rodas, e que a velocidade escalar do automóvel ao passar no ponto mais alto da ponte vale v, calcule a norma da reação vincular normal N que a estrada estará então exercendo sobre ele. Exercício 3 Até a próxima e Bons Estudos!!!
