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Mecânica Aplicada I
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Cap. 1- Introdução
Generalidades
A mecânica pode ser definida como a ciência que descreve e prevê as
condições de repouso ou movimento de corpos sob a acção de forças,
dividindo-se em:
Estática- trata de corpos em repouso.
Dinâmica - estuda o movimento em função das forças que o causam.
Cinemática - estuda o movimento independentemente das forças que o
causam.
Mecanismo - conjunto de corpos rígidos, constituído de forma a
produzirem um movimento específico.
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Conceitos fundamentais
Conceitos básicos:
Espaço: necessário para a definição das coordenadas de um ponto
Tempo: necessário para definir um evento
Massa: caracterizar e comparar corpos
Força: representa a acção de um corpo sobre outro
As condições de repouso ou de movimento de partículas e de corpos
rígidos atendem a estes 4 conceitos.
Definições:
Partícula: quantidade muito pequena de material que se supõe ocupar um
único ponto no espaço.
Corpo rígido: combinação de um grande n.º de partículas ocupando
posições fixas umas em relação às outras.
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Princípios fundamentais
REGRA DO PARALELOGRAMO: Duas forças actuando numa partícula
podem ser substituídas por uma única força, chamada Resultante, obtida pela
diagonal do paralelogramo que tem por lados as forças dadas.
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PRINCIPIO DA TRANSMISSIBILIDADE: As condições de equilíbrio
estático ou de movimento permanecem inalteradas se uma força que actua
num determinado ponto de um corpo rígido for substituído por uma outra com a
mesma intensidade, direcção e sentido, mas num ponto diferente.
LEIS DE NEWTON:
Primeira Lei: Se a resultante das forças que actuam numa partícula é
nula, a partícula permanecerá em repouso ( se inicialmente em repouso), ou
mover-se-á com velocidade constante segundo uma linha recta ( se
inicialmente em movimento).
Segunda Lei: Se a resultante que actua sobre um ponto material não é
zero, então este ponto tem um aceleração proporcional à intensidade da
resultante, com a mesma direcção e sentido.
=
Terceira Lei: As forças de acção e reacção entre dois corpos em contacto
têm a mesma intensidade, direcção e sentido.
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Lei da Gravitação: “ Acção à distância”
Dois corpos com massas M e m são mutuamente atraídos com forças de
e-
igual intensidade e sentidos opostos,
.
×
=
r- distância entre os dois corpos
G- constante de gravitação universal (6,672E-11 Nm2Kg-2)
Caso particular: Atracção da Terra sobre um ponto localizado na sua
superfície.
A força
é definida pelo peso
. M é a massa da Terra e m a massa do
ponto material, r é o raio da terra.
Sendo
=
=
×
≈
×
P= m g (intensidade)
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Sistemas de unidades
As unidades fundamentais são três:
unidade de comprimento: m
unidade de tempo: s
unidade de massa: Kg
Unidade derivada:
- Unidade de força: N
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A este sistema de unidades dá-se o nome de Sistema Internacional de
Unidades (Sistema SI).
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