UNIDADE IV: Ser humano e saúde Cultura indígena. Aula: 14.1 Conteúdo: Introdução a estática e suas definições.

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2 UNIDADE IV: Ser humano e saúde Cultura indígena. Aula: 14.1 Conteúdo: Introdução a estática e suas definições.

3 Habilidade: Compreender os conceitos físicos relacionados a estática de um ponto material para a compreensão dos fenômenos naturais envolvendo equilíbrio.

4 Em nossa última aula estudamos as leis de Newton e a relação entre energia e trabalho. Continuaremos com as leis da mecânica agora falando de um assunto de grande importância, a Estática. Aplicamos o conceito da estática, intuitivamente, a todo momento pois ela está relacionada com as condições de equilíbrio dos corpos.

5 Estática: Parte da mecânica que estuda as condições de equilíbrio de um ponto material (corpo de dimensões desprezíveis) ou de um corpo extenso (o tamanho influi no estudo do fenômeno).

6 EQUILÍBRIO

7 Estática Todas as figuras acima determinam um sistema estático, ou seja, todos seus pontos encontram-se em equilíbrio estático.

8 Se você tiver as forças F F F e F agindo sobre um 1, 2, 3 4 ponto material, para obter o equilíbrio você deve impor a condição de que a força resultante F seja R nula, ou seja, F = 0, com F = F + F + F + F. Assim, R R 1 2 3, n no equilíbrio tem-se, F + F + F + F = , n

9 O ponto P, da figura abaixo, está sujeito a ação de três forças. Esse ponto encontra-se em repouso. F 1 F 3 Θ F 2

10 Portanto, podemos dizer que esse ponto encontra-se em equilíbrio estático, pois satisfaz a equação: F 1 + F 2 + F 3 = 0

11 Características de um ponto material em equilíbrio estático: V = 0 repouso Equilíbrio estático Se o corpo está em equilíbrio F r = 0 ou V = 0 MRU Equilíbrio dinâmico

12 A resultante do sistema de forças aplicadas a um ponto material em equilíbrio deve ser constantemente nula (F r = 0).

13 A resultante do sistema de forças aplicadas a um ponto material em equilíbrio deve ser constantemente nula (F = 0). r Um ponto material está em equilíbrio estático quando ele está em repouso em relação a um determinado referencial.

14 A resultante do sistema de forças aplicadas a um ponto material em equilíbrio deve ser constantemente nula (F = 0). r Um ponto material está em equilíbrio estático quando ele está em repouso em relação a um determinado referencial. Um ponto material está em equilíbrio dinâmico quando está em movimento retilíneo e uniforme MRU.

15 Força normal (N) Força trocada entre duas superfícies sólidas que estão em contato comprimindo-se e que é sempre perpendicular à reta que tangencia as superfícies no ponto de contato. Obedecem ao princípio da ação e reação e não se anulam, pois são aplicadas em corpos diferentes.

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17 Força de tração ou de tensão (T) Força que é transmitida sempre por fios, cordas ou cabos ideais (inextensíveis e de massas desprezíveis) distendendo-os (tracionando-os, esticando-os). Exemplos: Trem puxando dois vagões através de dois cabos ideais 1 e 2.

18 Força de tração ou de tensão (T) Se você pendurar um quadro na parede por meio de dois fios, quanto menor for o ângulo formado com o teto, ou o suporte, maior será a força de tração (tensão) no fio.

19 Exemplo: 1. Encontre o valor da força F, para que o ponto 2 material localizado no ponto P da figura a seguir, esteja em equilíbrio. a) P F 2 F 1 = 4,0 N

20 Solução: Para que o ponto material P esteja em equilíbrio, a força resultante que atua sobre ele deve ser igual a zero, (F = 0). r Como a força resultante entre duas forças de mesma direção e de sentidos opostos é a diferença entre as forças, ou seja, F = F F, então: r 1 2 0= 4 F 2 F 2 = 0 4 F 2 = 4,0 N

21 Solução: b) F 3 = 3,0 N P F 1 = 4,0 N F 2

22 SOLUÇAO: Como temos três forças atuando sobre o ponto P devemos, em primeiro lugar, encontrar a resultante entre as forças F e F. Estas forças formam entre si 1 3 um ângulo de 90 0, portanto: Fr= F 1 2+F 3 2 Fr= Fr= 16+9 Fr= 25 Fr=2 N

23 Com a resultante entre as forças F 1 e F 3 calculada o sistema de forças sobre o ponto material P fica conforme o esquema abaixo: P F 1,3 = 5 N F 2

24 Agora as forças que atuam sobre o ponto material P formam entre si um ângulo de 180 0, portanto a força resultante entre elas é a diferença F 2 F 1,3.

25 Como F r = 0 (condição de equilíbrio), temos que: F r = F 2 F 1,3 0= F 2 5 F 2 =5 N

26 Centro de gravidade e centro de massa. O ponto de aplicação do peso de um corpo é denominado centro de gravidade (CG) ou baricentro. Podemos imaginar que, nesse ponto, concentra-se todo o peso do corpo.

27 Se um corpo homogêneo apresentar um elemento de simetria (um ponto, um eixo ou um plano), o centro de gravidade pertence necessariamente e esse elemento. Significa que o centro de gravidade coincide, nesse caso, com o centro geométrico.

28 O ponto no qual podemos considerar concentrada toda a massa de um corpo é denominado centro de massa (CM). Nos locais onde a aceleração da gravidade pode ser considerada constante, o centro de gravidade coincide com o centro de massa. Um corpo que se encontra no espaço, livre da atração gravitacional da terra e de outros corpos celestes, tem centro de massa, mas não tem centro de gravidade.

29 1. Determine o valor da força F 2 para que os corpos representados abaixo estejam em equilíbrio estático. a) P F 2 F 1 = 5,0 N b) P F 2 F 1 = 12,0 N

30 2. Como se chamam as forças que são transmitidas por fios e cordas?

31 Solução: 1) a) 5,0 N b) 12,0 N 2. Força de tração