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bi a h a id l es d física 1 construir e analisar gráficos de funções logarítmicas utilizar os conhecimentos de funções na interpretação e resolução de situaçõesproblema aplicar os conhecimentos de juros na resolução de problemas construir modelos para analisar fenômenos resolver equações inequações e problemas que envolvam funções logarítmicas.[close]
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estÁtica tópico 1 1 introduÇÃo quando se vê um corpo pendurado por um dois ou mais fios diz-se que o mesmo está em equilíbrio estático ou seja em repouso para um dado referencial uma pessoa em equilíbrio estático presa em cordas um lustre em equilíbrio estático preso em correntes módulo iii 89[close]
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2 conceito de força tomemos um corpo inicialmente em repouso esse corpo jamais conseguirá sair do estado de repouso a menos que receba a ação de uma força resultante não-nula um corpo sozinho não exerce força sobre si mesmo logo forÇa É o fruto da interaÇÃo entre dois corpos É importante lembrar que a grandeza física força é uma grandeza vetorial isto é para caracterizá-la precisamos definir sua intensidade módulo sua direção de atuação e seu sentido quando assinalamos uma força num corpo usando um vetor seta queremos simbolizar a ação que ele está sofrendo de um outro corpo logo o número de forças que um corpo recebe está associado ao número de interações das quais ele participa 3 efeitos de forças 3 torção 4 flexão b alteração de velocidade outro efeito que a força pode produzir no corpo é a alteração de sua velocidade que consiste num aumento ou numa diminuição do módulo da velocidade ou alteração da direção da velocidade no exemplo acima além do pé do jogador deformar a bola simultaneamente seu chute altera a velocidade da bola c equilíbrio podemos reconhecer a existência de forças pelos efeitos que produzem quando aplicadas a um corpo a deformação a deformação é um dos efeitos causados pela força por exemplo quando você chuta uma bola no ponto de contato entre o pé e a bola ocorre uma deformação o equilíbrio é outro efeito causado pela força por exemplo você prende um corpo através de um fio num suporte a força do fio no corpo produz um equilíbrio evitando que ele caia pela ação da gravidade terrestre 4 medida de forças a intensidade de uma força pode ser medida através de um aparelho denominado dinamômetro o dinamômetro é um instrumento constituído de uma mola que se deforma quando recebe a ação de uma força logo para cada deformação produzida temos o dispositivo indicando a intensidade da força aplicada no si a unidade de medida de força é o newton n eventualmente pode-se utilizar a unidade prática quilograma-força kgf sendo que 1 kgf 9,8 n tipos de deformaÇÕes 1 tração 2 compressão 90[close]
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5 tipos de forças as forças trocadas entre os corpos podem ser de contato ou de campo ação à distância destacamos a seguir as orientações direção e sentido de algumas dessas forças que usaremos na dinâmica a força peso denomina-se força peso a força de campo gravitacional que a terra exerce sobre qualquer objeto colocado próximo à sua superfície ela tem direção vertical e sentido para baixo tal força de atrito é paralela às superfícies de contato e se opõe ao deslizamento relativo ou à tendência de escorregamento unidade de força a unidade mais utilizada para se medir uma força é o newton embora a dina dyn e o quilograma-força kgf sejam bastante utilizados em algumas áreas · no s.i n newton · no c.g.s dyn dina · sistema técnico kgf quilograma força · relação entre as unidades 1 n 105dyn 6 estÁtica a estática é a parte da mecânica que estuda o equilíbrio estático dos corpos a estática é divida em 1 kgf 9,8 n b força de tração É a força de contato aplicada por um fio ou eventualmente por uma barra sobre um corpo a força de tração t tem a direção do fio e sentido de puxar a estática do ponto material b estática do corpo extenso 7 equilÍbrio do ponto material um ponto material está em equilíbrio quando a força resultante sobre ele é nula fr 0 neste caso o ponto material pode estar em repouso equilíbrio estático ou em movimento retilíneo uniforme equilíbrio dinâmico métodos para verificar a condição de equilíbrio do ponto material a método do polígono fechado quando a força resultante sobre um ponto material é nula as forças que atuam no mesmo formam um polígono fechado triângulo retângulo hexágono etc ex c força normal a força de reação normal de apoio ou simples mente força normal n é a força de empurrão que uma superfície exerce sobre um corpo nela apoiado quando um bloco um livro por exemplo encontra-se em repouso sobre uma mesa ele recebe da mesa uma força de compressão que impede a sua penetração sobre ela devido à ação da força peso b método das decomposições quando a força resultante sobre um ponto material é nula ao decompor as forças sobre os eixos x e y a resultante das forças em cada eixo também será nula ou seja temos frx 0 e fry 0 assim ex a força normal tem direção perpendicular às superfícies de contato e sentido de empurrar d força de atrito quando se lança um corpo sobre uma mesa comum horizontal ele pára após percorrer uma certa distância isso significa que houve uma resistência ao seu movimento essa resistência altera a velocidade do corpo e é portanto medida por uma força essa força de contato motivada por asperezas superficiais recebe o nome de força de atrito fa 91[close]
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os arcos nas construções da roma antiga não usavam cimento na roma antiga os arcos eram construídos com blocos de pedra simplesmente justapostos sem nenhum material que grudasse um bloco ao outro isso era possível porque o peso p de cada bloco é equilibrado pela resultante das forças de contato rfc que recebe dos blocos adjacentes questão 03 uma esfera de raio r suspensa por meio de um fio ideal de comprimento l r apóia-se em uma parede vertical sem atrito conforme a figura sendo o peso da esfera igual a 1003 n a intensidade da força de tração no fio e a intensidade da força que a parede aplica na esfera valem respectivamente a 3003 n e 2003 n b 2003 n e 1003 n c 300 n e 200 n d 200 n e 100 n e 100 n e 200n questão 04 uma partícula está em equilíbrio sob a ação de apenas duas forças podemos então afirmar que as mesmas têm a módulos diferentes b mesmo módulo e mesmo sentido c mesmo módulo e direções diferentes d mesmo módulo mesma direção e mesmo sentido e mesmo módulo mesma direção e sentidos opostos questão 05 a figura representa um bloco de 10 kg de massa e duas cordas de massas desprezíveis a e b em equilíbrio estático sendo a aceleração da gravidade g 10 m/s2 as trações nas cordas aebsão respectivamente a 100 n e zero b zero e 50 n c 50 n e 100 n d 50 n e 50 n e zero e 100 n questão 06 no sistema esquematizado na figura abaixo podemos concluir que quando o ângulo cresce a tração no fio a cresce b decresce c não muda d anula-se e faltam dados para julgar questão 07 um bloco de peso p é suspenso por dois fios de massa desprezível presos a paredes em a e b como mostra a figura exercícios questão 01 na figura um bloco de 40 kg de massa está em equilíbrio estático preso a duas cordas de massas desprezíveis a e b quais as trações nas cordas a e b respectivamente considere a aceleração da gravidade g 10 m/s2 sen 30° 0,5 e cos 30° 0,8 a 400 n e 400 n b 200 n e 200 n c 800 n e 344 n d 688 n e 800 n e 800 n e 680 n questão 02 um corpo de peso p é pendurado em uma corda que tem suas extremidades fixas como mostram as figuras abaixo as maiores trações nas cordas ocorrem em a i b ii c iii d iv e v podemos afirma que o módulo da força que tensiona o fio preso em b vale a p/2 b p/2 c p d p.2 e 2.p 92[close]
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questão 08 o diagrama mostra um bloco dependurado no teto através de 2 fios i e ii então indicados os comprimentos dos fios e o peso do bloco 9 centro de gravidade cg o centro de gravidade é o ponto onde se aplica o peso p nos corpos extensos atenção quando a aceleração gravitacional g é constante o centro de gravidade cg de um corpo extenso coincide com o seu centro de massa cm podemos dizer que as trações nos fios i e ii a valem 6 n e 8 n respectivamente b são iguais c tem suas componentes horizontais iguais d são diferentes sendo a do fio i menor e têm a soma de suas intensidades iguais a 10 n questão 09 os antigos romanos foram os primeiros a usar extensivamente o arco arquitetônico em suas construções a propriedade mais notável do arco é que as pedras que compõem permanecem em equilíbrio devido somente às forças mútuas de contato sem necessidade de argamassa para cimentá-las umas às outras considere que o arco representado na figura abaixo está desse modo em equilíbrio e que cada uma de suas pedras pesa 150 n o centro de gravidade do sistema garfos-rolha está localizado um pouco abaixo do ponto de apoio entre o palito e a garrafa tópico 3 10 momento ou torque de uma forÇa m considere uma força f perpendicular a um corpo extenso onde b braço é a distância da força f ao ponto de apoio o a resultante das forças que as pedras laterais d e e exercem sobre a pedra c será de a 150 n vertical para baixo b 300 n vertical para cima c 75 n horizontal para a direita d 150 n vertical para cima e 75 n horizontal para a esquerda o momento m da força f é a tendência de rotação do corpo extenso em relação ao ponto de apoio o e dado por m f.b vamos convencionar · sentido horário de rotação m · sentido anti-horário de rotação m unidade no si n.m obs1 a rotação fica mais fácil aumentando-se o braço pois aumenta o momento da força tópico 2 8 centro de massa cm o centro de massa é o ponto geométrico onde se pode considerar concentrada toda a massa do corpo extenso exemplo se uma esfera apresenta distribuição uniforme de massa seu centro de massa cm coincide com seu centro geométrico o obs2 se a força estiver aplicada no próprio ponto de apoio o o momento será nulo pois o braço é nulo b 0 11 binÁrio chama-se binário ao sistema constituído por suas forças de mesma intensidade de mesma direção e de sentidos opostos cujas linhas de ação estão separadas por uma distância d chamada braço do binário o momento do binário mb é 93[close]
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exercícios questão 01 três forças de mesma intensidade são aplicadas no ponto a de uma chave conforme ilustra a figura abaixo em relação ao centro do parafuso p é correto afirmar que o momento de os objetos a seguir exemplificam utilizações de binários 12 condiÇÕes de equilÍbrio de corpos extensos um corpo extenso está em equilíbrio quando sobre ele a a força resultante é nula fr 0 equilíbrio de translação b o momento resultante é nulo mr 0 equilíbrio de rotação 13 tipos de equilÍbrio de um corpo 13.1 equilíbrio estável é aquele em que o corpo retorna à posição de equilíbrio quando retirado dessa posição a f2 é nulo d f1 é maior que o de f3 b f1 é nulo e f3 é nulo c f3 é maior que o de f2 questão 02 três homens tentam fazer girar em torno do pino fixo o uma placa retangular de largura a e comprimento 2a que está inicialmente em repouso sobre um plano horizontal de atrito desprezível coincidente com o plano do papel eles aplicam as forças fa fb e fc 2fa nos pontos a b e c como representadas na figura 13.2 equilíbrio instável é aquele em que o corpo se afasta da posição de equilíbrio quando retirado dessa posição designando respectivamente por ma mb e mc as intensidades dos momentos dessas forças em relação ao ponto o é correto afirmar que a ma mb mc e a placa gira no sentido horário b ma mb mc e a placa gira no sentido horário c ma mb mc e a placa gira no sentido anti-horário d 2ma 2mb mc e a placa não gira e 2ma mb mc e a placa não gira questão 03 um jovem e sua namorada passeiam de carro por uma estrada e são surpreendidos por um furo num dos pneus o jovem que pesa 75 kgf pisa a extremidade de uma chave de roda inclinada em relação à horizontal como mostra a figura 1 mas só consegue soltar o parafuso quando exerce sobre a chave uma força igual a seu peso 13.3 equilíbrio indiferente é aquele em que o corpo adquire várias posições de equilíbrio 94[close]
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a namorada do jovem que pesa 51 kgf encaixa a mesma chave mas na horizontal em outro parafuso e pisa a extremidade da chave exercendo sobre ela uma força igual a seu peso como mostra a figura 2 suponha que este segundo parafuso esteja tão apertado quanto o primeiro e leve em conta as distâncias indicadas nas figuras verifica-se que a moça a não consegue soltar o parafuso pois o seu peso é menor que o do seu namorado b consegue soltar o parafuso exercendo um torque igual ao do seu namorado c não consegue soltar o parafuso pois o torque do seu peso é menor que o do seu namorado d consegue soltar o parafuso exercendo um torque maior que o do seu namorado e consegue soltar o parafuso pois basta o braço da força ser maior que o torque também será maior questão 04 um corpo rígido está em equilíbrio sob a ação de um sistema de três forças qual das alternativas abaixo melhor descreve a situação a a resultante das forças deve ser nula b o momento das forças deve ser nulo c a resultante das forças deve ser diferente de zero d o momento das forças deve ser diferente de zero e a soma dos momentos e a resultante das forças devem ser nulas questão 05 a figura representa cinco forças f1 f2 f3 f4 e f5 de mesmo módulo aplicadas no ponto a da barra oa pode-se afirmar que a força que exerce maior momento em relação ao ponto o é a f1 b f2 c f3 d f4 e f5 questão 06 um portão está fixo em um muro por duas dobradiças a e b conforme mostra a figura sendo p o peso do portão caso um garoto se dependure no portão pela extremidade livre e supondo que as reações máximas suportadas pelas dobradiças sejam iguais questão 07 na figura abaixo suponha que o menino esteja empurrando a porta com uma força f1 5 n atuando a uma distância 2 m das dobradiças eixo de rotação e que o homem exerça uma força f2 80 n a uma distância de 10 cm do eixo de rotação nestas condições pode-se afirmar que a b c d a porta estaria girando no sentido de ser fechada a porta estaria girando no sentido de ser aberta a porta não gira em nenhum sentido o valor do momento aplicado à porta pelo homem é maior que o valor do momento aplicado pelo menino e a porta estaria girando no sentido de ser fechada pois a massa do homem é maior que a massa do menino questão 08 nas figuras abaixo temos um disco cujo centro de gravidade é cg que pode girar praticamente sem atrito em torno do pino de sustentação s r é uma reta vertical sobre as figuras a b cedsão feitas as afirmativas i ii iii iv a é uma posição de equilíbrio estável b é uma posição de equilíbrio indiferente c é uma posição de equilíbrio instável d é uma posição em que o disco não está em equilíbrio marque a alternativa correta a somente i e ii são verdadeiras b somente iii e iv são verdadeiras c somente ii e iv são verdadeiras d todas são verdadeiras e todas são falsas anotações a é mais provável que a dobradiça a arrebente primeiro que b b é mais provável que a dobradiça b arrebente primeiro que a c seguramente as dobradiças a e b arrebentarão simultaneamente d nenhuma delas sofrerá qualquer esforço e o portão quebraria ao meio ou nada sofreria 95[close]
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tópico 4 14 máquinas simples alavancas dê-me um lugar para me firmar e um ponto de apoio para minha alavanca que eu deslocarei a terra arquimedes cientista grego 14.2 tipos de alavancas 1 interfixa É quando o ponto apoio o está entre a aplicação da força potente p e a aplicação da força resistente r 2 interpotente uma máquina é considerada simples quando é constituída de uma só peça em toda máquina simples estão associados três elementos 1 forÇa potente ou potÊncia p toda força capaz de produzir ou de acelerar o movimento produz trabalho motor 2 forÇa resistente ou resistÊncia r É toda força capaz de se opor ao movimento produz trabalho resistente 3 um elemento de ligação entre potência e resistência que pode ser um ponto fixo um eixo ou um plano 14.1 alavancas É quando a aplicação da força resistente r está entre a aplicação da força potente p e o ponto de apoio 0 o que é uma alavanca alavanca é uma barra que pode girar em torno de um ponto de apoio quando você usa um pé de cabra para arrombar uma porta uma vara de pescar um carrinho de mão ou uma gangorra para fugir de casa você está usando uma alavanca 3 inter-resistente É quando a aplicação da força potente p está entre a aplicação da força resistente r e o ponto de apoio o 96[close]
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exercícios questão 01 puc-sp após o estudo das alavancas o grande cientista e inventor grego arquimedes formulou a celebre frase se me derem uma alavanca e um ponto de apoio deslocarei o mundo seguintes forças o peso p do objeto a força f que o bíceps exerce sobre um dos ossos do antebraço e a força c que o osso do braço exerce sobre o cotovelo a distância do cotovelo até a palma da mão chamamos de a e a distância do cotovelo ao ponto em que o bíceps está ligado a um dos ossos do antebraço de d com base nos conceitos de alavanca interpotente analise o texto acima e identifique a alternativa correta com base na frase de arquimedes e na figura acima analise as afirmativas abaixo identificando qualis estáão corretas i o tipo de alavanca utilizada por arquimedes é interfixa ii para arquimedes deslocar a terra ele poderia utilizar uma alavanca interpotente pois a força potente é menor que a resistente iii para que a força potente força de arquimedes seja menor que a resistente peso da terra a distância da força potente ao ponto de apoio deve ser maior que a distância da força resistente ao ponto de apoio a apenas i b i e ii c ii e iii d i e iii e todas questão 02 as figuras abaixo ilustram algumas maquinas simples que nós utilizamos em nosso dia-dia o alicate o carrinho de mão e a pinça com base nos conceitos das alavancas podemos classifica-las respectivamente como sendo dos tipos a a força potente f é sempre menor que a força resistente p b a força potente f é sempre maior que a força resistente p c a força potente f e a força resistente são iguais p d a força potente f e a força resistente p podem ser iguais ou diferentes e não podemos fazer quaisquer afirmações a respeito das forças potente e resistente questão 04 ufb um padeiro está mantendo a pá de massa 2kg com o pão de massa 0,5kg em equilíbrio conforme a figura o centro de gravidade da pá considerada reta e homogênea está 40 cm à direita de p a qual é o tipo de alavanca b qual é a força que ele exerce em p c qual é a vantagem mecânica dessa alavanca questão 05 uel-pr uma tesoura é uma ferramenta construída para ampliar a força exercida pela mão que a utiliza para cortar objetos a interpotente interfixa e inter-resistente b interfixa inter-resistente e interpotente c inter-resistente interpotente e interfixa d interfixa interpotente e inter-resistente e inter-resistente interfixa e interpotente questão 03 o bíceps é um dos músculos envolvidos no processo de dobrar nossos braços esse músculo funciona num sistema de alavanca como é mostrado na figura ao lado o simples ato de equilibrarmos um objeto na palma da mão estando o braço em posição vertical e o antebraço em posição horizontal é o resultado de um equilíbrio das a essa ampliação da força dá-se o nome de vantagem mecânica dada por f2/f1=d1/d2 onde o índice 1 é relativo ao cabo e o índice 2 está relacionado à lâmina de corte sobre a vantagem mecânica da tesoura é correto afirmar 97[close]
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a se d1 for menor que d2 f2 é maior que f1 b se d1 for menor que d2 f2 é igual a f1 c se d1 for maior que d2 f2 é maior que f1 d se d1 for menor que d2 f2 é menor que f1 e se d1 for igual ad2 f2 é menor que f1 questão 06 unicamp-sp uma das aplicações mais comuns e bem sucedidas de alavancas são os alicates esse instrumento permite amplificar a força aplicada fa seja para cortar fc ou para segurar materiais pela ponta do alicate fp obras consultadas halliday david et al física 1 4ª ed rio de janeiro ltc 1996 tipler paul a física volume 1 3ª ed rio de janeiro ltc 1995 física beatriz alvarenga e antônio máximo editora scipione imagens da física ugo amaldi editora scipione ciência ilustrada abril s.a.cultural e industrial como funciona abril s.a.cultural e industrial biblioteca científica life livraria josé olymio editora física e realidade aurélio gonçalves e carlos toscano editora scipione aprendendo física chiquetto valentim e pagriari editora scipione tópicos da física helou gualter e newton editora saraiva os fundamentos da física ramalho nicolau e toledo editora moderna física na escola secundária oswald heron wilmer kelly william inep leituras de física gref instituto de física da usp o novo telecurso física editora globo física paraná editora Ática física alberto gaspar editora Ática como ensinar ciências blough schwartz huggtt ao livro técnico s.a o meio ambiente preston gralla quark books o clima rob demillo quark books nova enciclopédia ilustrada folha de s.paulo · todas as figuras são reproduções das obras consultadas e da internet a um arame de aço tem uma resistência ao corte de 1,3 × 109 n/m2 ou seja essa é a pressão mínima que deve ser exercida por uma lâmina para cortá-lo se a área de contato entre o arame e a lâmina de corte do alicate for de 0,1 mm2 qual a força fc necessária para iniciar o corte b se esse arame estivesse na região de corte do alicate a uma distância dc 2 cm do eixo de rotação do alicate que força fa deveria ser aplicada para que o arame fosse cortado da 10 cm questão 07 ufsm-rs para auxiliar a descompactação no ato de revirar a terra um agricultor é visto em um determinado instante com uma pá na horizontal anotações essa pá de comprimento d e massa m tem uma quantidade de terra de massa m se um agricultor segura a pá na horizontal pelo centro de gravidade dela e pela extremidade a separados pela distância d1 a qual é o tipo de alavanca b qual é o módulo da força mínima aplicada pelo agricultor no centro de gravidade 98[close]
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