Princípios Físicos do Controle Ambiental

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Isaque Wagner Capistrano
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1 Princípios Físicos do Controle Ambiental Capítulo 02 Conceitos Básicos Sobre Mecânica Técnico em Controle Ambiental 18/05/2017 Prof. Márcio T. de Castro

2 Parte I 2

3 Mecânica Mecânica: ramo da física dedicado ao estudo do estado de repouso ou movimento de corpos sujeitos à ação de forças. Mecânica dos Corpos Rígidos Mecânica dos Corpos Deformáveis Mecânica dos Fluidos

4 Mecânica dos Corpos Rígidos Corpo Rígido: corpo (sólido) que não sofre deformações sob a ação de forças externas. Cinemática: descrição do movimento dos corpos sem se preocupar com suas causas. Dinâmica: investiga as causas e mudanças dos movimentos dos corpos. Estática: estudo das condições para que ocorra o repouso dos corpos.

5 Mecânica dos Corpos Deformáveis Corpo Deformável: corpo (sólido) que sob a ação de uma força tende a mudar de forma e tamanho. Resistência dos Materiais: estuda as relações entre cargas externas aplicadas a um corpo deformável e a intensidade das forças internas que atuam dentro do corpo. Ensaios Mecânicos Destrutivos: procedimentos padronizados que compreendem testes, cálculos, gráficos e consultas a tabelas.

6 Mecânica dos Fluidos Fluido: caracterizado como uma substância que não resiste a deformação e apresentam a capacidade de fluir (líquidos, gases e plasmas). Estática dos Fluidos: propriedades e leis físicas que regem os fluidos livres da ação de forças externas. Dinâmica dos Fluidos: comportamento dos fluidos no qual se faz presente a ação de forças externas responsáveis pelo transporte de massa.

7 Parte II 7

8 Referencial Referencial: é um corpo (ou um conjunto de corpos) em relação ao qual são definidas as posições de outros corpos. 8

9 Mecânica Ponto Material (ou partícula): se as dimensões do corpo forem irrelevantes na situação em estudo. Corpo Extenso: as dimensões do corpo influenciam o fenômeno estudado.

10 Movimento e Repouso Movimento: quando um corpo muda de posição com o tempo de acordo com um determinado referencial. Repouso: quando um corpo não muda de posição com o tempo. 10

11 Trajetória Trajetória: é a linha geométrica descrita pelos corpos ao longo do movimento, em relação a um referencial (em repouso, a trajetória reduz-se a um ponto). 11

12 Grandezas Escalares Grandezas Escalares: especificadas por um número com uma unidade. Representação: uma letra (ou símbolo). Exemplos: Massa: m= 3 kg Tempo: t = 2 s Área: A = 5 m² 12

13 Grandezas Vetoriais Grandezas Vetoriais: possuem um valor numérico (modulo) e uma orientação (direção e sentido). Representação: letra (ou símbolo) com uma seta em cima. Exemplos: Velocidade: Aceleração: Força: v a F 1 13

14 Vetores Vetor: símbolo matemático, em forma de seta, utilizado para representar o módulo, a direção e o sentido de uma grandeza física vetorial. Módulo: comprimento da seta; Direção: segmento da seta; Sentido: extremidade da seta. Exemplo: 14

15 Posição Posição ( ): é a grandeza vetorial que determina a posição de um corpo na trajetória, levando em conta a distância com relação à origem dos espaços. Unidade (SI): metro (m). 15

16 Velocidade Velocidade ( ):é a grandeza vetorial que determina a taxa de variação do espaço com o tempo, em um determinado instante. Unidade (SI): metro por segundo (m/s). 16

17 Aceleração Aceleração ( ): é a grandeza vetorial que mede a taxa de variação da velocidade escalar com o tempo, feita em um instante. Unidade (SI): metro por segundo ao quadrado (m/s²). 17

18 Movimento Movimento Acelerado: o módulo da velocidade é sempre crescente com o passar do tempo. Movimento Retardado: o módulo da velocidade é sempre decrescente com o passar do tempo. Movimento Uniforme: o módulo da velocidade é constante com o passar do tempo. 18

19 Queda Livre Queda Livre: movimento uniformemente acelerado (aceleração constante) de queda dos corpos no vácuo, ou no ar quando a resistência do ar é desprezível. Aceleração da gravidade ( ): grandeza que medeaaceleraçãodocorpoemquedalivre. Terra:g 10m/s². 19

20 Parte III 20

efeitos variados, como aumento ou diminuição de

21 Força Força: é uma grandeza vetorial de interações entre pelo menos dois corpos que pode provocar efeitos variados, como aumento ou diminuição de velocidade, giros, deformações. UnidadedeForça(SI): newton(n)

22 Força Resultante Força Resultante ( ): soma de todas as forças que agem sobre um corpo. = + + +

23 Força Resultante Forçasdemesmadireçãoemesmosentido: Módulo: Direção: mesma direção das forças Sentido: mesmo sentido das forças Exemplo: F = F + F R 1 2

24 Força Resultante Forças de mesma direção e sentidos opostos: Módulo: Direção: mesma direção das forças Sentido: sentido da força de maior módulo Exemplo: F F F R Se F > F =

25 Parte III 25

26 Primeira Lei de Newton 1ªLeideNewton:searesultantedasforçasqueatuam em um corpo for nula, o corpo permanecerá em repouso (equilíbrio estático) ou em movimento retilíneo uniforme(equilíbrio dinâmico).

27 Segunda Lei de Newton 2ªLeideNewton: F = ma R =forçaresultantequeagesobreumcorpo m=massadocorpo a=aceleraçãodocorpo Unidade(SI): newton(n).

28 Massa X Peso Massa (m): representa uma quantidade absoluta que independe da posição do corpo e pode ser interpretada como a resistência que um corpo oferece a mudanças em seu movimento de translação. Unidade (SI): quilograma (kg). Peso ( ): força exercida sobre um corpo pela atração gravitacional. P= mg. Unidade (SI): newton (N). 28

29 Terceira Lei de Newton 3ª Lei de Newton: a toda ação corresponde uma reação de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto. As forças de ação e reação nunca atuam no mesmo corpo.

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