1.1.2 Sistema mecânico redutível a uma partícula

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1 1.1.2 Sistema mecânico redutível a uma partícula Adaptado pelo Prof. Luís Perna Corpo rígido e o seu movimento Os corpos que são formados por partículas que mantêm sempre as suas posições relativas durante o movimento, dizem-se corpos rígidos (são sólidos indeformáveis). Os corpos rígidos podem ter vários movimentos: movimento de translação; movimento de rotação; movimentos combinados de translação e de rotação. 1

2 Corpo rígido e o seu movimento No movimento de translação dos corpos as suas partículas têm a mesma velocidade. No movimento de rotação dos corpos as partículas têm velocidades diferentes, exceto as que se mantêm sobre o eixo. Centro de massa Quando um corpo só tem movimento de translação (e não interessa considerar as variações da sua energia interna), pode ser simplesmente representado pelo seu centro de massa (CM). 2

3 Sistema Num sistema ocorrem, geralmente, transformações e transferências de energia que levam a variações da sua energia interna. NUM CARRO Aquecimento das peças do motor e suas vizinhanças Combustão no motor Aquecimento nos travões e rodas Há variação da energia interna Sistema mecânico Caso se pretenda analisar apenas o movimento do carro, pode considerar-se que este é um sistema mais simples. Aquecimento das peças do motor e suas vizinhanças Aquecimento nos travões e rodas Combustão no motor Não são consideradas as variações de energia interna 3

4 Sistema mecânico Durante o seu movimento, o carro é considerado um sistema mecânico. SISTEMA MECÂNICO Sistema em que não importa considerar as variações da sua energia interna. As diferentes partes do carro apresentam o mesmo movimento de translação, ou seja, têm a mesma velocidade, Ԧv. O carro pode ser substituído por um único ponto, que possui esse movimento de translação. 4

5 O sistema passa a ser reduzido a uma partícula. CM Ԧv CENTRO DE MASSA Ponto que representa um sistema e a que se associa a massa total do sistema. Consideram-se aplicadas neste ponto todas as forças que atuam sobre o sistema. Este modelo aplica-se: quando não se têm em conta variações de energia interna (sistema mecânico). quando o sistema, indeformável, apenas tem movimento de translação. 5

6 Limitações : ignora variações de energia interna. não permite o estudo de movimentos de rotação. Exceções ao modelo da partícula material 6

7 Concluindo 7

8 Atividade Indique, justificando, em quais das seguintes situações podemos reduzir o sistema ao seu centro de massa. (A) Movimento de Marte em torno do Sol, desprezando o seu movimento de rotação. (B) Movimento de rotação de uma bola de ténis. (C) Movimento de translação de um ciclista. (D) Movimento de um carro, considerando as variações da sua energia interna. Atividade Indique, justificando, em quais das seguintes situações podemos reduzir o sistema ao seu centro de massa. (A) Movimento de Marte em torno do Sol, desprezando o seu movimento de rotação. (B) Movimento de rotação de uma bola de ténis. (C) Movimento de translação de um ciclista. (D) Movimento de um carro, considerando as variações da sua energia interna. RESOLUÇÃO Situações A e C. Podemos reduzir o sistema ao seu centro de massa quando se pretende estudar o seu movimento de translação, desprezando as variações da sua energia interna (sistema mecânico). 8

9 TPC Fazer os exercícios da página 55 ficaram por fazer: Sistema mecânico redutível a uma partícula 9