2ª Lei de Newton. Quando a partícula de massa m é actuada pela força a aceleração da partícula tem de satisfazer a equação



Documentos relacionados
ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 3 a LISTA DE EXERCÍCIOS - PME MECÂNICA A DINÂMICA

Módulo 1: Conteúdo programático Equação da quantidade de Movimento

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Departamento de Engenharia Mecânica

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

1 a) O que é a pressão atmosférica? No S.I. em que unidades é expressa a pressão?

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Departamento de Engenharia Mecânica

O atrito de rolamento.

Num sistema tridimensional um ponto pode ser localizado pela intersecção de três superfícies.

MECÂNICA VETORES AULA 3 1- INTRODUÇÃO

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Departamento de Engenharia Mecânica

As forças traduzem e medem interações entre corpos e essas interações podem ser de contacto ou à distância (FQ A ano 1). de contacto.

TIPOS DE GRANDEZAS. Grandeza escalar necessita apenas de uma. Grandeza vetorial Além do MÓDULO, ela

Resoluções dos exercícios propostos

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

CAPÍTULO 5 CINEMÁTICA DO MOVIMENTO PLANO DE CORPOS RÍGIDOS

9. Fontes do Campo Magnético

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

1 a Prova de F-128 Turmas do Diurno Segundo semestre de /10/2004

DINÂMICA DO SISTEMA SOLAR

TRABALHO E POTENCIAL ELÉTRICO

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 1 a LISTA DE EXERCÍCIOS - PME MECÂNICA A SISTEMA DE FORÇAS E ESTÁTICA

Fisica I 2009/2010 Folha de Actividades para a Aula 03

Principais fórmulas dadas durante a disciplina de Ecologia Física. II. Revisão de leis e relações fundamentais para o estudo da disciplina.

6 Resultados e Discussão I - Obtenção do pk a a partir da fluorescência estacionária e resolvida no tempo

Física 1 Capítulo 3 2. Acelerado v aumenta com o tempo. Se progressivo ( v positivo ) a m positiva Se retrógrado ( v negativo ) a m negativa

Prova de Conhecimentos Específicos 1 a QUESTÃO: (3,0 pontos)

RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, FÍSICA 3 CAPÍTULO 27 CARGA ELÉTRICA E LEI DE COULOMB

5/21/2015. Física Geral III

Resoluções dos testes propostos

Soluções do Capítulo 9 (Volume 2)

Ondas Eletromagnéticas Interferência

3. Lei de Gauss (baseado no Halliday, 4a edição)

PROCESSO SELETIVO TURMA DE 2008 FASE 1 PROVA DE CONHECIMENTOS DE FÍSICA

Fig. 1. Problema 1. m = T g +a = 5kg.

Análise Vetorial. Prof Daniel Silveira

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola de Engenharia de Lorena EEL

PME 3200 MECÂNICA II Primeira Prova 31 de março de 2016 Duração da Prova: 120 minutos (não é permitido uso de calculadoras)

Exemplos relativos à Dinâmica (sem rolamento)

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Departamento de Engenharia Mecânica

Capítulo 3 ATIVIDADES PARA SALA PÁG. 50 GEOMETRIA. Projeções, ângulos e distâncias. 2 a série Ensino Médio Livro 1 1

Lista de Exercícios Cálculo de Volumes por Cascas Cilíndricas

SEGUNDA LEI DE NEWTON PARA FORÇA GRAVITACIONAL, PESO E NORMAL

03. Consideração: o cubo boia com sua base paralela à superfície da água da piscina. Solução:

Prova de Substitutiva Física 1 FCM Assinale com um x a prova que deseja substituir

Exame Recuperação de um dos Testes solução abreviada

HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 8.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, FÍSICA 1 CAPÍTULO 3 VETORES

Matemática D Intensivo V. 1

FACULDADES OSWALDO CRUZ ESCOLA SUPERIOR DE QUÍMICA

Matemática D Intensivo V. 1

PRATIQUE EM CASA. m v m M v SOLUÇÃO PC1. [A]

Magnetostática. Programa de Óptica e Electromagnetismo. OpE - MIB 2007/2008. Análise Vectorial (revisão) 2 aulas

Os Fundamentos da Física

Unidade temática 1: Energia: Conservação, transformação e degradação

DECivil Secção de Mecânica Estrutural e Estruturas MECÂNICA I ENUNCIADOS DE PROBLEMAS

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS - INPE. Satélites Artificiais - Movimento de Atitude

x podem ser reais ou complexos. Nós estamos interessados apenas nas raízes reais. O exemplo mais simples de raiz é da equação linear.

6-1 Determine a primitiva F da função f que satisfaz a condição indicada, em cada um dos casos seguintes: a) f(x) = sin 2x, F (π) = 3.

CURSO de FÍSICA - Gabarito

Processo Seletivo Segundo semestre de Nome do Candidato:

Professores Edu Vicente e Marcos José Colégio Pedro II Departamento de Matemática Potências e Radicais

Sistemas Lineares Exercício de Fixação

1 x 5 (d) f = 1 + x 2 2 (f) f = tg 2 x x p 1 + x 2 (g) f = p x + sec 2 x (h) f = x 3p x. (c) f = 2 sen x. sen x p 1 + cos x. p x.

5.12 EXERCÍCIO pg. 224

Aula Prática 5: Preparação para o teste

CONCURSO DE ADMISSÃO AO CURSO DE GRADUAÇÃO FÍSICA

Cinemática dos Corpos Rígidos

Exercícios de Dinâmica - Mecânica para Engenharia. deslocamento/espaço angular: φ (phi) velocidade angular: ω (ômega) aceleração angular: α (alpha)

3. Lei de Gauss (baseado no Halliday, 4a edição)

ELECTROMAGNETISMO. TESTE 1 17 de Abril de 2010 RESOLUÇÕES. campo eléctrico apontam ambas para a esquerda, logo E 0.

Processo Seletivo PPGFSC/UFSC primeiro semestre de Nome do Candidato:

Cinemática dos Corpos Rígidos

(1) (2) (3) (4) Física I - 1. Teste 2010/ de Novembro de 2010 TópicosdeResolução

x 0 0,5 0,999 1,001 1,5 2 f(x) 3 4 4,998 5,

Prof. A.F.Guimarães Questões Eletricidade 2 Lei de Coulomb

QUESTÃO 01 01) ) ) ) ) 175 RESOLUÇÃO:

Física Geral I - F 128 Aula 8: Energia Potencial e Conservação de Energia. 2 o Semestre 2012

Caro cursista, Todas as dúvidas deste curso podem ser esclarecidas através do nosso plantão de atendimento ao cursista.

UNITAU APOSTILA. SUCESSÃO, PA e PG PROF. CARLINHOS

Física. Resolução das atividades complementares. F4 Vetores: conceitos e definições. 1 Observe os vetores das figuras:

Dinâmica Trabalho e Energia

PRINCÍPIOS DA DINÂMICA LEIS DE NEWTON

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

Física A Semiextensivo V. 2

sistema. Considere um eixo polar. P números π 4 b) B = coincidir eixo dos y x e) r = 4

A dinâmica estuda as relações entre as forças que actuam na partícula e os movimentos por ela adquiridos.

Física A Semi-Extensivo V. 3 Exercícios

De Kepler a Newton. (através da algebra geométrica) 2008 DEEC IST Prof. Carlos R. Paiva

5(6,67Ç1&,$(&$3$&,7Æ1&,$

Problemas sobre Análise Vectorial

facebook/ruilima

- B - - Esse ponto fica à esquerda das cargas nos esquemas a) I e II b) I e III c) I e IV d) II e III e) III e IV. b. F. a. F

1 As grandezas A, B e C são tais que A é diretamente proporcional a B e inversamente proporcional a C.

Mecânica Clássica (Licenciaturas em Física Ed., Química Ed.) Folha de problemas 4 Movimentos de corpos sob acção de forças centrais

O ROTACIONAL E O TEOREMA DE STOKES

Resoluções das Atividades

ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Departamento de Engenharia Mecânica

Electrostática. Programa de Óptica e Electromagnetismo. OpE - MIB 2007/2008. Análise Vectorial (revisão) 2 aulas

4. lei de Gauss. lei de Gauss a ideia. r usar a sobreposição. muito importante!

Capítulo III INTEGRAIS DE LINHA

Transcrição:

ª Lei de Newton ª Lei de Newton: Se foç esultnte ctunte num ptícul é difeente de zeo, então ptícul teá um celeção popocionl à intensidde d foç esultnte n diecção dess esultnte. P um ptícul sujeit às foçs constntes,,, 3, 3 L constnte 3 mss, m Qundo ptícul de mss m é ctud pel foç celeção d ptícul tem de stisfze equção m, celeção tem de se medid em elção um sistem de eixos Newtonino de efeenci, i.e., sem celeção e sem movimento de otção. Se foç que ctu num pícul é zeo, ptícul não tem celeção, i.e., ou mntém-se estcionái ou está em movimento ectilíneo com velocidde constnte -

Momentum line ou quntidde de movimento de um ptícul Substituíndo celeção pel deivd d velocidde, temos dv m dt d dl ( mv) dt dt L momentum line ou quntidde de movimento d ptícul Pincipio d Consevção do Momentum Line ou d quntidde de Movimento de um ptícul: Se esultnte ds foçs ctuntes num ptícul, é zeo, o momentum line ou quntidde de movimento pemnece constnte tnto em intensidde como diecção. -

Sistems de uniddes evisão Sistem Intencionl de Uniddes (SI): s uniddes de bse são compimento (m), mss (kg), e tempo (segundo). unidde de foç é deivd tendo de se comptível com ª Lei de Newton: N ( kg) m s kg m s U.S. Custom Units: s uniddes de bse são unidde de foç (lb), compimento (ft), e tempo (segundo). unidde de mss é deivd: lbm lb 3. ft s slug ft lb s lb s ft - 3

Equções do Movimento ª Lei de Newton: m solução p o movimento d ptícul é obtid tvés ds equções de equilibio, p s coodends ectngules x,,z: ( i + j + k ) m( i + j + k ) x x x m mx && x z m m && x z z z m mz && z No cso de o movimento se expesso pels componentes tngencil e noml: t t m t dv m dt n n m n v m ρ - 4

Equilibio Dinâmico Um expessão ltentiv à ª Lei de Newton: m 0 m vecto de inéci Com inclusão do vecto de inéci, o sistem de foçs que ctum num ptícul é equivlente zeo. Diz-se que ptícul está em Equilibio Dinâmico. Os vectoes de inéci são usulmente designdos po foçs de inéci um vez que medem esistênci que s ptículs ofeecem às lteções no seu movimento, i.e. lteções de velocidde ou diecção. s foçs de inéci podem se, conceptulmente, úteis ms não são como s foçs de contcto ou foçs gvitcionis bodds n estátic. - 5

Exemplo: Um cix com mss de 50 Kg está em epouso num plno hoizonl, com o qul o coeficiente de tito cinético é 0.3. Se fo execid foç de 400 N indicd, detemin velocidde d cix o fim de 3 s, pti do epouso. - 6

m 50 Kg W 50 x 9.8 490.5 N - 7

Exemplo: Um bloco com peso de 00-lb está em epouso num plno hoizonl. Clcul intensidde d foç P necessái p confei o bloco um celeção de 0 ft/s p dieit. O coeficiente de tito cinético ente o bloco e o plno hoizontl é µ k 0.5. - 8

Resolve s equções do movimento p o bloco, segundo s diecções ectngules x, O m W g x lb s 6. ft µ N k 0.5N 00lb 3. ft s x m : P cos 30 0.5N 0 : ( )( ) 6.lb s ft 0 ft s 6.lb N P sin 30 00lb s incógnits são: foç plicd P ; e ecção noml o plno N. Resolvendo: N P sin 30 + 00 lb P cos 30 0.5 0 ( P sin 30 + 00 lb) 6.lb P 5 lb - 9

Exemplo: peç suspens ilustd n figu o ldo tem um mss de 3000 Kg. peç é elevd po um gu tvés do gncho H e sbe-se que, ptindo inicilmente do epouso, tinge um velocidde de elevção de 00 mm/s em 0.3 s. Clcul foç de tcção nos cbos e C, dunte este intevlo de tempo de 0.3 s, ssumindo um celeção constnte. - 0

Exemplo: O moto M pux o cbo com um celeção constnte, de tl fom que cix com mss de 0 Kg se move p cim um distânci s 6 m em 3 s, ptindo do epouso. Detemin foç de tcção no cbo, sbendo que o coeficiente de tito cinético ente cix e o plno inclindo é de 0.30. -

Exemplo: O pêndulo de m desceve um co de ciculo num plno veticl. Se foç de tcção no cbo é.5 vezes o peso do pêndulo p posição ilustd, clcul velocidde e celeção do pêndulo ness posição. -

Esceve s equções do movimento do pêndulo segundo s componentes tngencil e noml, e clcul s celeções noml e tngencil: t m t : mg sin 30 m t g sin 30 t t 4.9m s n m n :.5mg n g mg cos30 (.5 cos30 ) n m n 6.03m s Clcul velocidde pti d celeção noml: n v v ρn ρ ( )( ) m 6.03m s v ±5.66m s - 3

Exemplo: Detemin velocidde de pojecto de um cuv de utoestd com o io ρ 0 m, com um declive ltel de θ 8 o. Conside que, velocidde de pojecto de um cuv com declive ltel é velocidde p qul o veículo deve cicul sem que sej execid um foç de tito ltel ns sus ods. - 4

Resolve s equções do movimento p o veículo segundo s diecções veticl e noml: O veículo desceve um movimento hoizontl o longo de um tjectói cicul, com um componente noml d celeção diigid p o cento d tjectói. s foçs que ctum no veículo são o seu peso e ecção noml à supeficie d estd. 0 : n m n : R cosθ W R W cosθ R sinθ W g W sinθ cosθ n 0 W g v ρ Resolve em odem à velocidde: v v gρ tn θ ( 9.8 m s )( 0 m ) tn 8 9.56m s 70.4 Km h - 5

Exemplo: (movimento dependente) Os dois blocos e, ilustdos, ptem do epouso. O tito no plno hoizontl e ns oldns é despezável, e o peso d oldn C é igulmente despezável. Detemin celeção de cd bloco e foç de tcção no cbo. - 6

O x Esceve s elções cinemátics p os movimentos dependentes e celeções dos blocos: Esceve s equções do movimento p os blocos e p oldn: m x T m m : ( 00kg) : ( )( ) 300kg 9.8m s T ( 300kg) T T g T m x m 940N - C C T 0 : 0 ( 300kg) - 7

O x Combin s elções cinemátics com s equções do movimento p esolve em odem às celeções e foç de tcção no cbo: T T T x ( 00kg) 940N - ( 300kg) 940N - T T ( 300kg)( ) T 0 940 N ( 50kg) ( 00kg) 0 8.40m ( 00kg) T s 4.0m 680 N s 840 N - 8

Exemplo: O bloco com peso de -lb inici o movimento pti do epouso e escoeg sobe um cunh com peso de 30-lb, que está poid sobe um supefície hoizontl. Despezndo o tito, detemin: () celeção d cunh, e (b) celeção do bloco em elção à cunh. - 9

+ x - 0

O bloco tem o seu movimento dependente do movimento d cunh + Equções do movimento p cunh e p o bloco : m x N 0.5N : sin 30 m ( W g) x x m W x m sin 30 ( cos30 ): ( W g)( cos30 ) cos30 + g sin 30 N m m ( sin 30 ): W cos30 30 ( W g) sin -

Resolve em odem às celeções: 0.5N ( W g) N W cos30 ( W g) sin 30 ( W g) W cos30 ( W g) gw cos30 W + W sin 30 ( 3. ft s )( lb) cos30 ( 30lb) + ( lb) sin 30 5.07ft sin 30 s cos30 + g sin 30 ( ) ( ) 5.07 ft s cos30 + 3. ft s sin 30 0.5ft s -

Poblem de evisão: Um utomóvel com mss de 500 Kg desloc-se num toço de estd num plno hoizontl e descele com constnte, desde um velocidde de 00 Km/h em p um velocidde de 50 Km/h qundo pss em C. O io de cuvtu ρ d estd em é de 400 m e em C é de 80 m. Detemin foç hoizontl totl execid pel estd sobe os pneus do utomóvel, ns posições, e C. O ponto é o ponto de inflexão onde cuvtu mud. - 3

- 4

- 5

Impulso e Quntidde de Movimento D ª Lei de Newton: d v dt dt d mv t t dt ( mv ) m ( ) mv mv quntidde de movimento t t dt Imp mv + Imp impulso d mv foç Quntidde de movimento finl Quntidde de movimento inicil + Impulso d foç dunte o intevlo de tempo Uniddes do Impulso: [N.s][kg.m/s] 6

Pincipio do Impulso e d Quntidde de Movimento t m v + d t m v t ou: t ( mv ) ( ),( ) ( ) x + xdt mvx mv + dt mv t t t Qundo mis que um ptícul está envolvid, podemos conside cd ptícul sepdmente, ou som s quntiddes de movimento e os impulsos p todo o sistem de ptículs: t mv + dt mv t Not: s foçs de cção e ecção execids pels ptículs, ums sobe s outs, têm impulsos que se nulm mutumente. pens os impulsos de foçs extens pecism de se considedos. 7

P um sistem de ptículs: t mv + dt mv Se o somtóio ds foçs mv mv extens é zeo t Veific-se consevção d quntidde de movimento mv mv 0 mv + mv v v m m Os bcos movem-se em sentidos opostos 8

oçs Impulsivs: oçs que ctum n ptícul dunte um intevlo de tempo muito cuto, ms que são suficientemente gndes p povoc um vição significtiv n quntidde de movimento d ptícul: Qundo um foç impulsiv ctu sobe um ptícul (po ex. num bol de ténis), elção ente o impulso e quntidde de movimento pode esceve-se: mv + t m v oçs não-impulsivs: foçs p s quis é pequeno, e consequentemente, o impulso pode se despezdo (po ex. o peso d bol de ténis). t 9

Exemplo: Um veículo utomóvel com mss de 84.4 kg está em movimento, num mp com inclinção de 5, com um velocidde de 96.54 km/h, qundo os tvões são ctudos oiginndo um foç de tvgem totl de 667 N. Detemin o tempo necessáio p o veículo se imobiliz, utilizndo o pincipio do impulso e d quntidde de movimento. 30

Pincipio do Impulso e d quntidde de movimento: t mv + dt mv t plicndo o pincipio n diecção plel o plno inclindo: mv + ( mg sin 5 ) t t 0 ( )( ) ( ) 84.4 6.87 + 84.4 9.8sin 5 t 667t 0 t 9.5 s 3

Exemplo: 36.6 m/s 4.4 m/s Um bol de bsebll, com mss de 3.4 g, é tid com um velocidde 4.4 m/s. pós o impcto no tco, bol dquie um velocidde de 36.6 m/s n diecção ilustd n figu. Se dução do impcto ente bol e o tco foi de 0.05 s, detemin o vlo médio d foç impulsiv execid pel bol no impcto, utilizndo o pincipio do impulso e d quntidde de movimento. 3

Pincipio do impulso e quntidde de movimento: mv + t mv 36.6 m/s mv cos40 + x t mv ( ) ( ) ( ) 0.34 4.4 + 0.05 0.34 36.6 cos 40 x Diecção x : 396.4 N x 4.4 m/s 0 + t mv sin 40 ( ) ( ) 0 + 0.05 0.34 36.6 sin 40 Diecção : 77.9 N i + j ( 396.4) ( 77.9) 77.9 N 434.5 N 434.5 N 4. 396.4 N 33

Exemplo: Um pcote de 0 kg ci de um mp sobe o cinho, de mss 4 kg, com um velocidde de 3 m/s, confome ilustdo n figu. Sbendo que o cinho incilmente está em epouso, e pode ol livemente sem tito, detemin: () (b) (c) velocidde finl do cinho, O impulso execido pelo cinho sobe o pcote fcção de enegi pedid no impcto 34

plicndo o pincipio do impulso e d quntidde de movimento o sistem pcote + cinho : mv + t mv Diecção x : m p v + ( mp + mc ) Imp v ( ) m v cos30 + 0 m + m v p p c ( 0)( 3) cos30 ( 0 + 5) v v 0.74 m/s Veific-se consevção d quntidde de movimento n diecção x p o sistem pcote+cinho 35

plicndo o mesmo pincipio o pcote isoldmente, p clcul foç impulsiv execid sobe o mesmo, pti d vição do seu momento ngul, temos: mpv + t m v p Diecção x : Diecção : m v cos30 + t m v p x p ( 0)( 3) cos30 ( 0) ( )( ) + t v x t 8.56 N s x m sin30 0 pv + t 0 3 sin30 + t 0 t 5 N s t ( 8.56 ) i + Imp ( 5 ) j t 3.9 N s 36

P detemin fcção de enegi pedid, clculm-se s enegis cinétics inicil e finl: Enegi inicil: Enegi finl: T p ( )( ) m v 0 3 45 J ( ) ( )( ) T m + m v 0 + 5 0.74 9.63 J p c T T T 45 9.63 0.786 45 37