CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIA FÍSICA DINÂMICA FORÇA RESULTANTE PROF. NILVAN ARAGÃO AULA 01 Dinâmica é a parte da física que não apenas estuda os movimentos dos corpos, mas também a causa que gerou esses movimentos. A grandeza responsável pelo movimento, ou seja, quem causa, é a força. Portanto a força é o alvo de estudo neste assunto. ATENÇÃO ENEM Habilidade 20: Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. De acordo com a habilidade 20 da competência 6, o objetivo do discente é CARACTERIZAR os EFEITOS e as CAUSAS dos movimentos, neste caso, os das PARTÍCULAS e dos OBJETOS em especial. Nesta primeira aula o aluno irá caracterizar a causa de todos os movimentos, ou seja, caracterizar a FORÇA, enteder que ela é O MOTIVO de todos os movimentos, gerando DEFORMAÇÃO e MUDANÇA na velocidade. FORÇA RESULTANTE São forças que resume ou representa um sistema de força numa única força. FORÇAS NO MESMO SENTIDO FORÇA È a ação capaz de deformar e modificar a velocidade de um corpo. Sua unidade no S.I. é o Newton (N), porém existem outras duas unidades que também são comumente usadas: Kilograma-força e Dyna, e a relação entre essas forças é dada pela figura abaixo: FR = F 1 + F 2 FORÇAS EM SENTIDOS OPOSTOS CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIA PROF. NILVAN ARAGÃO DECOMPOSIÇÃO DE FORÇAS Observe a figura: FR = Fmaior – Fmenor A fórmula acima expressa valores escalares, mas para o caso de valores vetoriais teremos: FR = F 3 – F 4 No item anterior, você tinha duas forças e calcula sua resultante que fica exatamente entre elas, neste caso temos o inverso, temos uma resultante e queremos as suas forças. Estas forças denominaremos de Fx e Fy. Para calcular Fx temos: OBS: A força resultante sempre apontará para o lado da maior força. Fx = F.cos a FORÇAS PERPENDICULARES Ou ainda: Fx = F. sen B Para calcularmos Fy temos: Fy = F. cos B Ou ainda: Quando as forças são perpendiculares entre si, a resultante sempre fica exatamente no meio delas. O cálculo de seu módulo é dado pelo teorema de pitagoras: FR² = F5² + F4² Fy = F. sen a Abaixo, está a tabela trigonométrica que auxiliará nos cálculos acima: CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIA PROF. NILVAN ARAGÃO a) OBSERVAÇÕES IMPORTANTES b) I – Se num sistema, houver apenas uma força, essa única força será a própria força resultante; c) d) II – A partícula que estiver sob influência de uma força resultante, esta se moverá no mesmo sentido desta força. e) Gab: A Questão 02 - (UEG GO/2009/Julho) No jargão aeronáutico, fala-se costumeiramente em “quatro forças”: força de sustentação, força peso, força de propulsão e força de arrasto. O diagrama de corpo livre de um avião está representado abaixo. EXERCÍCIOS Questão 01 - (CEFET PR/2009/Julho) Uma partícula material está sujeita à ação simultânea de 3 forças F1, F2 e F3, conforme está representado na figura. A força resultante (soma vetorial) que atua na partícula está corretamente representada na alternativa: CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIA PROF. NILVAN ARAGÃO Para um voo em linha reta, nivelado e com velocidade constante, tem-se: a) S P 0 e FA E 0 b) S + P + FA + E = 0 c) S + P = 0 e FA + E = 0 d) FA E 0 Gab: A Gab: B Questão 03 - (UFPE) Uma pessoa exerce sobre uma caixa uma força F de 4,0N que faz um ângulo de 60° com a reta AB. Sabendo-se que ele empurra a caixa na diagonal entre o sentido da frente e da direita, qual seria a força exercida sobre a caixa em cada um desses sentido?( considere cos60 = 0,5 e sen60 = 0,86) Questão 05 - (UEL) Um corpo de massa 200 g é submetido à ação de três forças coplanares de módulos F1 = 5,0 N, F2 = 4,0 N e F3 = 2,0 N, conforme a figura a seguir. A força resultante nem Newtons a) 2N e 3,44N b) 1,72N e 0,5n c) 4N e 1,72N d) 1,72N e 5N e) 2,5N e 1,72N Gab: A Questão 04 - (Mack) Um corpo, que está sob a ação de 3 forças coplanares de mesmo módulo, está em equilíbrio. Assinale a alternativa na qual esta situação é possível. a) 2N b) 1N c) 9N d) Nula e) 5N Gab: E Questão 06 - (UDESC) Um "calouro" do Curso de Física recebeu como tarefa de calcular a força resultante de uma formiga que se movimenta em uma parede plana e vertical. Sobre a formiga é exercido três forças 1) Seu Peso 0,2N para abaixo; 2) Uma rajada de vento de provocando uma força de 0,3N empurrando a formiga para direita; CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIA 3) Uma segunda rajada de vento de baixo para cima de 0,6N empurrando a formiga para cima; PROF. NILVAN ARAGÃO Questão 08 - (UFSCar-2001) Os módulos dos componentes ortogonais de uma força F valem 120N e 160N. Pode-se afirmar que o módulo de F é: Qual sería a força resultante achada pelo estudante? a) 0,11N b) 0,5N c) 0,16N d) 0,1N e) 0,3N a) 140N. b) 200N. c) 280N. d) 40N. e) 340N. Gab: B Gab: B Questão 07 - (Unifor-2003) Três forças, de intensidades iguais a 5 N, orientam-se de acordo com o esquema abaixo. O módulo da força resultante das três, em newtons, é a) 2,0 b) 5(raiz de 2) - 5 c) d) 3,0 Questão 09 - (Mack-2005) Os garotos A e B da figura puxam, por meio de cordas, uma caixa de 40kg, que repousa sobre uma superfície horizontal, aplicando forças paralelas a essa superfície e perpendiculares entre si, de intensidades 80N e 60N, respectivamente. O garoto C, para impedir que a caixa se desloque, aplica outra força horizontal, em determinada direção e sentido. Desprezando o atrito entre a caixa e a superfície de apoio, a força aplicada pelo garoto C tem intensidade de: a) 150N b) 160N c) 180N d) 190N e) 100N e) Gab: E Gab: B Questão 10 - (UEL-1995) Considere a figura abaixo: CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIA Dadas as forças resultante,em N, é: PROF. NILVAN ARAGÃO , o módulo de sua a) 30 b) 40 c) 50 d) 70 e) 80 Gab: C