Aula 4 - Pós-Aula

Algumas questões sobre nossa 4ª semana de aula:

1> Qual a condição para a existência de Trabalho?

2> Pode existir deslocamento sem força?

3> Pode existir força sem deslocamento ?

4> Como fazemos para determinar o trabalho de uma força constante?

5> Qual o procedimento para determinação do trabalho de força variável?

6> O que é Energia?

Exercícios de Sala - Aula 4

1> Calcule o trabalho de uma força constante de 12 N, quando seu ponto de aplicação se move 7 m, se o ângulo entre as direções da força e do deslocamento é (a) 0º; (b) 60º; (c) 90º; (d) 145º; (e) 180º.

2> Em 10 de agosto de 1972, um grande meteorito atravessou a atmosfera terrestre sobre o oeste dos EUA e Canadá, como uma pedra que ricocheteia na água. A bola de fogo resultante foi tão forte que pôde ser vista à luz do dia e era mais intensa que o rastro deixado por um meteorito comum. A massa do meteorito era aproximadamente 4x10⁶ kg; sua velocidade era de cerca de 15km/s. Se ele tivesse penetrado a atmosfera verticalmente, teria atingido a superfície da Terra com aproximadamente a mesma velocidade. 

a) Calcule a perda de energia cinética do meteorito (em Joules) que estaria associada com o impacto vertical. 

b) Expresse a energia como um múltiplo da energia de explosivo de 1 megaton de TNT, que é de 4,2x10¹⁵ J. 

 c) A energia associada com a explosão da bomba atômica sobre Hiroshima era equivalente a 13 quilotons de TNT. A quantas bombas de Hiroshima o impacto do meteorito seria equivalente?

3> Em uma corrida, um pai tem metade da energia cinética do filho, que tem metade da massa do pai. Aumentando sua velocidade em 1,0 m/s, o pai passa a ter a mesma energia cinética do filho. Quais são as velocidades escalares iniciais (a) do pai e (b) do filho?

4> Um bloco de 5,0 kg se move em uma linha reta sobre uma superfície horizontal sem atrito sob a influência de uma força que varia com a posição, como mostrado na figura abaixo. Que trabalho é realizado pela força quando ele se desloca da origem até x = 8,0 m?

5> Determine o aumento da pressão do fluido em uma seringa quando uma enfermeira aplica uma força de 42,3 N ao pistão da seringa com diâmetro de 1,12 cm.

Aula 4 - Força de Atrito - Trabalho e Energia (Pré-Aula)

Em nossa quarta aula começaremos falando da Força de atrito, mostraremos que ela pode ser dividida em força de atrito estático e força de atrito cinético.

A força de atrito estático é a força contrária a tentativa de movimento. Já a força de atrito cinético é a força contrária ao movimento.

É possível notar que ao começar o movimento o atrito diminui um pouco, o gráfico abaixo mostra essa tendência:

Calculamos a força de atrito da seguinte maneira:

N é a força normal; f é a força de atrito e a letra grega mi é o coeficiente de atrito.

Outro conceito que estaremos estudando é o de trabalho de uma força, o conceito de trabalho está associado a força que desloca um corpo.

W = F . d . cos (teta)

O conceito acima resolve no caso da força ser constante. Quando a força varia temos:

Durante nossa 4ª aula falaremos também do conceito de energia que é exatamente o combustível que permite a realização de um trabalho:

Podemos citar a Energia Cinética que se apresenta todas as vezes que um corpo está se movimentando. Também podemos falar em Energia Potencial que se mostra exatamente quando se armazena energia, ou seja, se guarda energia para ser utilizada em um outro momento.

Universo Mecânico

Simulação sobre Energia

Documentário sobre o Poder da Energia

Isaac Newton

Exercícios de Sala - Aula 3

1> Apenas duas forças horizontais atuam em um corpo de 3,0 kg. Uma força é de 90 N, apontando para leste, e a outra é de 80 N, atuando 62º ao norte do oeste. Qual é o módulo da aceleração do corpo?

2> Sob a ação de duas forças, uma partícula se move com velocidade constante v = 3i - 4 j (m/s). Uma das forças é F1 = 2i - 6 j (N). Qual é a outra força?

3> Uma cabine de elevador que pesa 27,8 kN move-se para cima. Qual a tensão no cabo do elevador se a velocidade da cabine é (a) crescente a uma taxa de 1,22 m/sˆ2 e (b) decrescente a uma taxa de 1,22 m/sˆ2?

4> Calcule o peso de um astronauta de 75 kg (a) sobre a Terra, (b) sobre a superfície de Marte, onde g = 3,8 m/sˆ2, e (c) no espaço interplanetário onde g = 0. (d) Qual é a massa do astronauta em cada lugar?

5> Um jogador de beisebol com massa m - 79 kg, deslizando na segunda base, é retardado por uma foça de módulo 470 N. Qual é o coeficiente de atrito cinético entre o jogador e o chão.

Aula 3 - Leis de Newton e Forças - Pré-Aula

Nesta semana estaremos falando de um tema muito importante na Física - As 3 Leis de Newton. Tais leis governam toda a Mecânica Clássica e possui importância crucial para o entendimento da Física.
A primeira lei é o Princípio da Inércia que nos ensina como manter um corpo em equilíbrio:

Na 2ª lei temos o Princípio Fundamental, onde veremos como tirar os corpos do equilíbrio:

Na 3ª Lei de Newton veremos o Princípio de Ação e Reação, onde veremos que a toda ação existe uma reação de mesmo valor, mesma direção, sentido oposto e ocorrendo em corpo diferente.

Nesta aula discutiremos sobre as forças Peso, Normal, Tração e Atrito e Aplicaremos, utilizando o conceitos de vetores.

Exercício Clássico de nossa próxima aula:

Universo Mecânico sobre Leis de Newton