Revisão de Física Avançada 1 - Forças e Leis de Newton

[LEGENDA AUTOMÁTICA] é o que diz a primeira lei de newton se a soma das forças que atuam no objeto foi igual a zero a sua celebração vai ser zero ou seja está parado ou ele está em movimento retilíneo uniforme se não houver equilíbrio de forças haverá uma aceleração também quando você tem um sistema de massas e você tem um centro de massa ou seja mesmo que haja forças atuando entre esses objetos eles pertencendo a um sistema desde que não haja uma força externa ele estará parado ou em movimento retilíneo uniforme que haja essa força externa é um exemplo seria você tem um elevador que está subindo com a velocidade constante de dois metros por segundo ele quer saber se a força do cabo é maior do que a força gravitacional nós tendemos a achar que pelo fato do elevador está subindo essa força é maior do que a força gravitacional mas como ele está com velocidade constante está em movimento há um equilíbrio seja igual a zero portanto o módulo da força da atração do cabo vai ter que ser igual gravitacional que a aceleração é diretamente proporcional à força resultante inversamente proporcional à massa não importa se seja no eixo x ou seja no eixo y você pode calcular elas separadamente havendo um desequilíbrio de forças a força resultante é diferente de zero e aceleração é proporcional a essa força e inversamente proporcional à massa um exemplo um metroid de cinco quilogramas está sujeito à força nele conforme o diagrama abaixo com a aceleração na direção horizontal queremos apenas na direção horizontal não vamos considerar as forças verticais na direção horizontal temos essa força de 40 mil tons e temos a componente dessa força de 10 mil tons nessa direção a componente da força de 10 minutos nessa direção é dez vezes o cosseno de 30 a aceleração vai ser dada pela soma das forças que agem do eixo x sobre a massa ou seja de 10 30 na direita portanto positivo - 40 para a esquerda sobre a massa que é de cinco quilogramas resposta à letra o que diz a newton empurra alguma coisa essa coisa me empurra com a mesma intensidade e sentido contrário ou se uma coisa está atraindo outra a outra está atraindo a primeira com a mesma intensidade não importa se essa massa for muito maior do que essa ou seja a terra puxando o meteorito as forças que elas agem uma em relação à outra a mesma intensidade e sentidos contrários um exemplo é o metallica está sobre uma casa qual das opções abaixo confirmam para a ação e reação de acordo com a terceira lei de newton a força exercida pela caixa sobre a esfera ea força exercida na esfera pela gravidade isso não tem nada a ver uma vez que a força exercida pela esfera sobre a caça tem que ser igual a força exercida sobre a caixa pela esfera letra b a força exercida na esfera pela caça e para baixo a força exercida na mesa pela caça isso também não tem nada a ver nós temos que a força exercida pela caixa sobre a mesa tem que ser igual a menos a força exercida na mesa sobre a caça a vossa para cima da caixa a partir da mesa e para baixo a força da caixa sobre a esfera também nos tem nada a ver seria a força sobre a esfera ea caça seria igual a menos a força da caixa sobre a esfera letra de a força para cima da caixa pela mesa e para baixo a força da mesa sobre a caça então nós temos que a força da caixa sobre a mesa é igual a força da mesa sobre a caixa e isso forma um pa as letras o que que é a força da gravidade a força da gravidade é a força devido à massa e aceleração da gravidade do local à força gravitacional aponta sempre em direção ao eixo da terra e essa força gravitacional é igual à mg cuidado para não confundir com copos em queda livre por exemplo a terra está atraindo a lua ea lua está em queda livre ou seja ela existe mas não tem sentido falarmos em peso da lua quando estamos sob a gente tem nacional puxando para baixo e teremos uma força normal também igual a mg e nesse caso nós temos nosso peso um exemplo a massa eo peso de respectivamente 5 e 49 newton cin 49 mil tons qual deve ser o valor da massa e do peso da melancia quando ela está na lua quando ela está na lua a massa não vai mudar porque a quantidade da substância dela portanto poderia ser a de letra a e na lua como a gravidade é menor o peso dela vai ser menor portanto não pode ser a letra d ea única resposta seria a letra a o que é que significa força normal a força normal é a força que não deixa com que o corpo penetre no outro existe uma fórmula para você calcular força normal não você tem que calcular através da segunda lei de newton você calcula a aceleração tanto no eixo x quanto do eixo y pela soma das forças que atuam no xii sobre a massa e a soma das forças que atuam no eixo y sobre a massa lembre se que a força normal sempre apendicular à superfície e sempre empurra o bloco nunca o atrai essa força normal cento vai ser pedir khullar não deixando com que ela penetra na superfície se tivermos um bloco inclinado nós vamos ter duas o normal é tende khullar ao plano inclinado e essa força normal vai ser igual a apmi exige vezes o cosseno do ângulo teta um exemplo de uma força normal uma pessoa em por um bloco que está estacionado contra o teto com a força de formando um ângulo teta como indicado na figura qual o módulo da força normal que o teto exerce sobre o bloco nós temos que a força normal é uma força que não deixa o bloco penetrar no tento quais são as componentes dessa força normal ora nós temos as forças gravitacionais ou seja nós temos mg para baixo temos uma força que a componente de sp para cima que no caso vai ser sp sendo de teta para cima ea força normal vai ser a força que não deixa ele penetrar no tempo ou seja nós temos para baixo a força normal para baixo a força gravitacional e para cima a componente de sp que fp portanto a força normal vai ser igual a menos vezes a resposta à letra é a força que através de um barbante uma corda um cabo ou qualquer coisa desse tipo ou seja a força que sempre puxa o objeto nunca um empurra-empurra pela corda existe uma fórmula que a atração não calcular pela 2ª lei de newton tanto para o x quanto para o eixo ela é sim e é calculado em mil tons como ela sempre puxa você coloca sempre na direção com que ela está puxando o objeto exceto para fora do objeto nunca empurrando para dentro do objeto um exemplo de tração temos duas cordas que segura um bloco que está estacionado com a relação entre os módulos das trações nas cordas quando comparada com o diagrama baixo nós temos que esse bloco está parado por tanto atração neste bloco vai ser igual a componente da atração t2 nesse bloco esse bloco 2 portanto a própria atração t2 é maior do que a componente dela nessa direção portanto t2 tem que ser maior do que a de um existe a força gravitacional mg que está equilibrada com a componente t2 nessa direção as duas se equilibram o que é a força de atrito cinético a vossa de ater disse net com a força que está se opondo ao movimento e ela depende do coeficiente de atrito cinético e da força de contato ou seja da força normal quando o bloco está numa superfície plana a força normal normalmente é igual a amd exigir apenas nesse caso é diferente de planos inclinados quando o bloco está em movimento não importa a velocidade dele ou vocês estão forças aplicadas à força de atrito cinético será sempre a mesma ou seja a velocidade do bloco existem outras forças aplicadas que não interfiram na força normal pois realiza ou pêra e contato que é normal então temos a questão carro em velocidade aplicou até pará quais os dois fatores aumentaram a distância necessária para que o carro pare hora para que você tem pela celi vamos ter que ao quadrado ao quadrado ele vai parar então vai ficar 0 e nós temos que a distância percorrida pelo carro vai depender da velocidade inicial e da aceleração ou seja aumentar significa que a distância vai aumentar agora se a aceleração vai diminuir a distância também vai aumentar então nós temos aqui o aumento da velocidade antes do acionamento dos freios então letra b é uma das soluções a outra se refere à o coeficiente de atrito hoje a pista você tem aceleração que haja no carro é igual a força resultante em cima do carro dividido pela massa se a vossa resultante é apenas a força de atrito cinético nós temos a força de atrito genético sobre a massa a vossa de atrito cinético depende do coeficiente de atrito cinético vezes anormal se o carro está na superfície anormal vai ser a massa vezes aceleração da gravidade da terra ou seja a aceleração não vai depender da massa mas vai depender do coeficiente de atrito se médico se o coeficiente de atrito cinético diminuir a aceleração diminui obviamente se a aceleração diminui a distância da frenagem aumenta portanto o outro fator seria a diminuição no coeficiente de atrito cinético entre os pneus ea pista o que é a força de atrito estático aposta gato estático nós medimos pelo coeficiente de atrito estático mas a força de atrito estático é sempre calculada como a força de estática máxima ou seja é o máximo que ela pode aguentar por exemplo se nós temos aqui uma força de atrito estático máximo de 100 mil tons e colocamos no bloco uma força de 20 mil tons também colocamos de 70 mil tons a força de atrito estático também será de 70 mil tons agora se aplicarmos uma força superior a força de atrito estática máxima de 110 mil por exemplo essa força de atrito deixe de ser estático porque começa a haver movimento e passa a ser a força de atrito cinético então a força de atrito estático é sempre menor ou igual ao coeficiente de atrito estático vezes anormal sempre que uma força por menor do que a força de atrito estática máxima a força de atrito vai ser igual a força que está tentando mover o bloco então temos um problema você empurra geladeira de massa de 180 quilogramas coeficiente de atrito estático é de 0,8 você exerce uma força de 50 newton na geladeira horizontalmente qual o módulo da força de atrito estático que o chão exercerá sobre a geladeira nós temos aqui o chão botamos aqui a nossa geladeira e nós vamos calcular a força de atrito estática máxima a vossa de atrito estático a máxima vai ser o coeficiente de atrito vezes a força normal que nesse caso como está no plano mas se a massa vezes aceleração da gravidade ou seja a força de atrito estático a máxima vai ser 0,8 que o coeficiente de atrito vezes a massa da geladeira que a 180 quilogramas da gravidade da terra 1 8 metro quadrado isso tudo vai dar mills 411 newtons hora é muito superior aos 50 mil aplicados então se você aplica uma força de 50 mil tons na geladeira a não superou a força de atrito estático portanto também de 50 mil tons componentes do plano o plano inclinado nós vamos ter é normal que não deixa ele entrar no plano ou seja vai ser a componente da força peso nessa direção e nós vamos ter a força normal que vai se equilibrar com a componente da força peso nessa direção agora nós temos a componente da força peso ao longo do plano a componente da força peso ao longo do plano a detenta hoje teta é o ângulo do plano inclinado nós podemos ter uma força de atrito contrária ao movimento mas você de atrito jamais pode ser superior a mg pois o atrito não vai puxar o bloco para cima no máximo pode ser igual então bloco estaria e equilíbrio ela sendo menor você vai ter um componente que vai dar uma aceleração que vai ser a bmg - a força de atrito que vai ser a força resultante ou seja se você quiser saber ao longo do plano que é mg tenta - a força de atrito dividido pela massa então temos aqui um exemplo um bloco movimento de alta desde a base sobe a rampa através dos pontos indicados na avalia os módulos das forças resultantes interagindo com bloco nos pontos indicados y e z a única força que atua nele é a força gravitacional de pontos w e teremos uma força resultante que é no sentido ao longo do plano para baixo portanto essa força e é menor do que a força gravitacional duas forças que estão atuando quando o bloco está no ponto w está no ponto x são iguais portanto as forças atuando zyl e as forças que estão atuando nos pontos x w é uma componente e portanto é menor do que a força gravitacional que atua nos pontos y e z analisando o bloco como um único sistema quando a gente tem mais de dois blocos é interessante ao invés de analisar cada bloco individualmente e fazer uma série de equações fazemos um bloco só enviamos quais são as forças externas que atuam no sistema portanto nós temos essa força externa ao sistema temos essa força externas ao sistema e as forças internas ao sistema como a força de tração nós vamos desconsiderar a porque são forças internas ao sistema estamos analisando esses dois blocos como um bloco só portanto a aceleração vai ser igual à soma das forças externas ao sistema dividida pela massa total do sistema que nesse caso é m1 mais dois então temos exemplo onde temos a massa 1 sobre a mesa que é puxado horizontalmente por uma corda ligada ao bloco de massa 2 atrito entre o bloco ea mesa é um dos blocos vamos analisar esse bloco todo como um só portanto as forças externas bloco g ea outra é a força de atrito que depende do normal essa vai ser a força de atrito é normal que nesse caso é e portanto a aceleração será a soma das forças externas ao sistema dividida pela massa total do sistema então a celebração vai ser dada por nós temos m2 g que está a favor do movimento então vamos classificar a ela como positiva temos m2 g e atrapalhando o dificultando o sistema nós temos o coeficiente de atrito vezes a força normal 11 vezes tudo isso dividido pela massa total que é m1 m2