Curso de Física 1

Capítulo 6 – Força e Movimento – IIATRITO, FORÇA DE ARRASTO E VELOCIDADE TERMINAL, MOVIMENTO CIRCULAR

UNIFORME

Profa. Keli Seidel

kelifisica.com.br

Curso de Física 1

Capítulo 6 – Força e Movimento – IIParte 1/3: ATRITO

Profa. Keli Seidel

kelifisica.com.br

Mecânica Newtoniana

Lembrando...

Mecânica Newtoniana pode ser aplicada para qualquer situação envolvendo movimento de um corpo sob ação de uma (ou um conjunto) de forças?Não(i) Se as velocidades dos corpos envolvidos são muito elevadas, comparáveis à velocidade da luz, a mecânica newtoniana deve ser substituída pela teoria da relatividade restrita, de Einstein, que é válida para qualquer velocidade.(ii) Se os corpos envolvidos são muito pequenos, de dimensões atômicas ou subatômicas (como, por exemplo, os elétrons de um átomo), a mecânica newtoniana deve ser substituída pela mecânica quântica.(iii) mecânica Newtoniana é válida somente em referenciais inerciais.

Qual é o foco de estudo neste capítulo?

Neste capítulo, concentramos a atenção na física de três tipos comuns de força: a força de atrito, a força de arrasto e a força centrípeta.

Força de Atrito

Se analisarmos o movimento de um carro ao longo de uma viagem, o atrito do ar contra o carro faz com que este gaste mais combustível. Seria bom, portanto, tentar diminuir toda e qualquer força de atrito sobre qualquer parte do carro?

Força de Atrito

Se analisarmos o movimento de um carro ao longo de uma viagem, o atrito do ar contra o carro faz com que este gaste mais combustível. Seria bom, portanto, tentar diminuir toda e qualquer força de atrito sobre qualquer parte do carro?-atrito entre pneus e pista, o que acontece se não houver?-Cerca de 20% da gasolina consumida por um automóvel é usada para compensar o atrito das peças do motor e datransmissão.

Agora, pense num voo de avião, quais vantagens e desvantagens a força de atrito apresenta durante um voo?

Força de atrito no nosso cotidiano

Experimento imaginário

Visão Microscópica. A força de atrito é, na verdade, a soma vetorial de muitas forças que agem entre os átomos da superfície de um corpo e os átomos da superfície de outro corpo.

Quando o módulo da força FF é maior do que ff?

Dois Tipos de Força de Atrito: estático ou cinético

Dois Tipos de Força de Atrito: estático ou cinético

Atrito

Propriedades do Atrito

Atrito

Atrito

Diagrama de forças (ou diagrama de corpo livre)

fk

P

FN v0

a

AtritoAplicando a segunda Lei de Newton para a componente horizontal:FΣ x = max ;

fk

P

FN v0

a

x = ?Δ

AtritoAplicando a segunda Lei de Newton para a componente horizontal:FΣ x = max ;

-fk = max; -FN μk = max;

-mg μk = max;

fk

P

FN v0

a

x = ?Δ

AtritoAplicando a segunda Lei de Newton para a componente horizontal (eixo x):FΣ x = max ;

-fk = max; -FN μk = max;-mg μk = max;

ax =-g μk;

fk

P

FN v0

a

AtritoMovimento com aceleração constante:v2=v02+ 2a(x-x0);

v2=v02+ 2(-g.μk)(x-x0);

0=(10,0 m/s)2-2(9,8 m/s2)(0,60)( x);Δ

x = 8,5 m;Δ

Atrito(b) Qual é a distância percorrida pelo carro se a pista está coberta de gelo e o coeficiente de atrito cinético diminui para μk= 0,10?...podemos utilizar a mesma análise...

0=(10,0 m/s)2-2(9,8 m/s2)(0,10)( x);Δ

x = 51 m;Δ

Atrito

Atrito

Aplicando a segunda Lei de Newton para a componente x:FΣ x = max ;

-fk + mg sen( ) = mθ ax;-FN μk + mg sen( )= mθ ax;

-mg cos( ) θ μk + mg sen( )= mθ ax;

Atrito

Aplicando a segunda Lei de Newton para a componente x:FΣ x = max ;

-fk + mg sen( ) = mθ ax;-FN μk + mg sen( )= mθ ax;

-mg cos( ) θ μk + mg sen( )= mθ ax;

ax= -g cos( ) θ μk + g sen( )θ ;

ax= (9,81 m/s2)(-0,10.cos(5,00o)+ sen(5,00o))

Atrito

ax= (9,81 m/s2)(-0,10.cos(5,00o)+ sen(5,00o))

ax= -0,122 m/s2;

Atrito

ax= (9,81 m/s2)(-0,10.cos(5,00o)+ sen(5,00o))

ax= -0,122 m/s2;

Movimento com aceleração constante:v2=v02+ 2a(x-x0);

0=(10,0 m/s)² +2 (-0,122 m/s²) x;Δ

x=409,83mΔ

x=410 mΔ

Atrito

Correlacionando este problema ao cotidiano...

Faz sentido as placas de sinalização em estradas dizendo que, em caso de chuva, reduza a velocidade? A estrada não continua com as mesmas condições quando sob chuva?

Pensando sobre...em caso de chuva há também a diminuição da visibilidade para o motorista, sendo este um dos fatores para se dirigir ainda com mais cautela. Porém, em relação à pergunta acima, discurse/pense somente sob o ponto de vista do atrito dos pneus com a pista num dia de chuva!

Esta foi a primeira parte da aula 6 (parte 1/3).

Assista também as outras duas partes!!!