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Transcrição

1 Máquinas simples Dispositivo que proporciona uma vantagem mecânica. Alavancas Máquinas simples Polias ou roldanas Plano inclinado

2 Alavancas Dê-me uma alavanca com um ponto de apoio e moverei o mundo.

3 Alavancas As alavancas possuem três pontos fundamentais. Pontos Ponto fixo Força potente Força resistente Ponto de apoio Força aplicada sobre a alavanca Força aplicada pela alavanca

4 Classificação das alavancas As alavancas são classificadas de acordo com o ponto que fica entre os outros dois. Interfixas Inter Ponto Alavancas Interpotentes Inter-resistente

5 Interfixas Força resistente Força resistente Ponto fixo Força potente Força potente Ponto fixo

6 Interpotente Ponto fixo Força potente Força potente Força resistente Força resistente Ponto fixo Força resistente Força potente Ponto fixo

7 Inter-resisitente Ponto fixo Força resistente Força potente Força resistente Força potente Força potente Ponto fixo Ponto fixo Força resistente

8 Alavancas do corpo humano Interfixa Interpotente Inter-resistente

9 Equação das alavancas

10 Equação das alavancas D d p P A força aplicada é inversamente proporcional à distância entre o ponto de aplicação e o ponto fixo.

11 Equação das alavancas

12 Equação das alavancas B P B R F P F R F P. B P = F R.B R F P = Força Potente B P = Braço potente F R = Força resistente B R = Braço resistente

13 Polias ou roldanas Polias Fixas Móveis

14 Polias fixas F P F R A vantagem mecânica está no fato da pessoa poder utilizar seu próprio peso para erguer um objeto. F P F R

15 Fixa Polias móveis F P F R Móvel Para uma roldana móvel a força potente é igual a força resistente dividida por 2. F P F 2 R

16 Fixa F P Polias móveis Móveis Para duas roldanas móveis a força potente é igual a força resistente dividida por 2 2 = 4 F R F P F R 2 2 F P F 4 R

17 Polias móveis Para um número "n" de roldanas móveis a força potente é igual a força resistente dividida por 2 n.

18 Polias móveis

19 Feira de ciências

20 Feira de ciências Qual o valor aproximado da força potente, necessário para erguer uma pedra de 100 Kg, com o auxílio de 2 roldanas móveis? F P F F P P F R N N

21 Plano inclinado

22 Trabalho Trabalho realizado Energia convertida Energia térmica Energia elétrica Energia sonora

23 Trabalho mecânico τ = Trabalho F = Força d = Deslocamento Unidade de trabalho do SI Joule (J) Newton (N) Metro (m) Joule

24 Medida de trabalho e energia J equivalem à quantidade de energia de: uma colher de gasolina; dez pilhas; um doce de chocolate; uma colher de açúcar; duas tiras de batatinha; uma caneca de chá quente à medida que esfria; um carro a 50 Km/h até sua parada total.

25 Trabalho mecânico Apesar da força e do deslocamento serem grandezas vetoriais, o trabalho é uma grandeza escalar. τ = F. S τ = F. s Força e deslocamento são grandezas inversamente proporcionais.

26 Trabalho mecânico Como o trabalho é o produto da força pelo deslocamento F = 0 τ = 0 S = 0 τ = 0 Inércia de movimento. Não há gasto de energia. Inércia de repouso, também não há gasto de energia

27 Trabalho mecânico Essa definição de trabalho é valida somente quando uma força constante atua na mesma direção do deslocamento. Trabalho positivo Trabalho negativo S F F S Aceleração Ganho de energia Frenagem Perda de energia

28 Trabalho Força peso P m g P = Peso m = Massa g = Aceleração da gravidade h = altura

29 Energia mecânica Energia mecânica é a capacidade de realizar trabalho. Energia mecânica Energia potencial Energia cinética Energia potencial gravitacional Energia potencial elástica

30 Energia potencial gravitacional Energia mecânica armazenada. E pg = Energia potencial gravitacional m = Massa g = Aceleração da gravidade h = altura

31 Energia potencial elástica E pe = Energia potencial elástica k = Constante elástica do material x = Distensão

32 Energia cinética Energia de movimento. E c = Energia cinética m = Massa v = Velocidade

33 Energia cinética A energia cinética é diretamente proporcional a massa

34 Energia cinética A energia cinética é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade.

35 Conservação da energia Frutas Corrida Big Bang Sol Hidrelétrica Eletricidade

36 Conservação da energia Energia química Energia cinética Energia potencial Energia cinética Energia térmica Energia pode ser convertida de uma forma para outra, mas não pode ser criada ou destruída.

37 Conservação da energia Energia potencial Trabalho realizado Energia cinética

38 Conservação da energia mecânica Na ausência de forças de atrito, a energia mecânica se conserva. E m = Energia mecânica E p = Energia potencial E c = Energia cinética

39 Conservação da energia mecânica E p = E m E c = 0 E p = 0 E c = E m

40 Potência Os dois veículos realizam o mesmo trabalho? Sim! No mesmo intervalo de tempo? Não!

41 Potência mecânica P = Potência τ = Trabalho t = Tempo Unidade de potência do SI Watt (W) Joule (J) Segundo (s) Watt

42 Potência mecânica F S P = Potência F = Força v = velocidade

43 Potência mecânica Pouca força e muita velocidade Muita força e pouca velocidade Para uma potência constante, força e velocidade são grandezas inversamente proporcionais

44 Potência Máquina humana 400W Motor de utilitário W (65KW) Motor de máquina de lavar roupas 250W Motor de carro W (35KW)

45 Potência 1 HP = 746 W

46 Potência

47 Energia térmica

48 Energia sonora

49 Energia luminosa

50 Energia elétrica

51 Energia química