13 forças da mecânica

1. Principais Forças da
Mecânica

2. Forças são as causas das Forças são as causas das
modificações nos movimentos.modificações nos movimentos.
Seu conhecimento nos permite Seu conhecimento nos permite
prever o movimento subsequente prever o movimento subsequente
de um objeto.de um objeto.

3. A interação de um corpo com sua vizinhança é descrita em
termos de uma FORÇA. Assim, uma força representa a ação de
empurrar ou puxar em uma determinada direção.
Uma força pode causar diferentes
efeitos em um corpo como, por
exemplo:
a) imprimir movimento
b) cessar um movimento
c) sustentar um corpo
d) deformar outros corpos

4. Onde estão as forças?
Gravidade:
As coisas caem porque são atraídas
pela Terra. É a chamada força
gravitacional. Essa força representa
uma interação existente entre a Terra
e os objetos que estão sobre ela.
P
- P
Sustentação:
Para que as coisas não caiam é
preciso segurá-las.
Na figura ao lado, por exemplo,
a mesa sustenta um objeto. Em
geral essa força é conhecida
como força normal.

5. Forças são grandezas vetoriais, possuem
módulo, direção e sentido. São
representadas por vetores.
A unidade de medida de força no SI é o
Newton [N].
Para se ter uma idéia, um Newton (1 N) é
força necessária para erguer uma xícara de
café (100 ml).
100 N é, aproximadamente, a força
necessária para erguer dois pacotes de arroz
de 5 Kg cada.

6. Corpos elásticos se deformam
sob ação de forças de
contato. Podemos medir o
efeito de uma força aplicada a
um corpo pela distensão que
ela produz numa mola presa ao
corpo.
Como medir uma força?Como medir uma força?
Os dinamômetros
baseiam-se neste
princípio.

7. FORÇA PESO (P)
É uma força de atração gravitacional.
P
- P

8. Determinação do peso de um corpo:
É a força com a qual um astro atrai um corpo.
Depende da massa (m) do corpo, que é
universal, e da aceleração da gravidade(g) do
local.
P = m.g
Peso ≠ Massa

9. As unidades de medida são:
Massa ( m ) : quilograma ( kg ).
1 kg = 1 000 g
Gravidade (g) : m/s
2
( quase sempre )
Peso ( P ): como é uma força sua unidade no
sistema internacional é o newton (N).
N = kg.m/s
2

10. Interações de contato
•Quando dois sólidos comprimem um ao outro,
a rigidez desses corpos, no sentido de impedir
a interpenetração de suas moléculas, resulta
na chamada FORÇA DE CONTATO.

11. Forças de contatoForças de contato
Forças de campoForças de campo

12. Força de Reação Normal de Contato Força de Reação Normal de Contato → → NN
P
N
-N
Não formam par
ação e reação!!!
Par ação e
reação!!!
Terra atrai o
bloco (é a força
peso)
Bloco empurra o
plano para
baixo.
Plano empurra o
bloco para cima
(é a normal).
Plano Horizontal
***Normal = Perpendicular

13. F
-N
Força empurra o
bloco contra a
parede.
N
Bloco empurra a
parede para a
esquerda.
Parede empurra
o Bloco para a
direita(normal).
Par ação e
reação!!!
Plano Vertical
***Normal = Perpendicular

14. Plano Inclinado
N
N = P
Y
P
Y
= P.cos α
P
x
= P.sen
α

15. FORÇA DA TRAÇÃO(T)
Força aplicada em um corpo por intermédio de um fio,
cabo ou corda.

16. Polias Fixas:
ROLDANAS OU POLIAS

17. Polias móveis:

18. Força transmitida através de elástico, molas, etc.
FORÇA ELÁSTICA (Fe)
X = deformação sofrida pelo sistema;
K = Constante elástica (força necessária para uma deformação de 1 cm; 1 m; etc )
Fe = K.x

19. Lei de Hooke
Relaciona a deformação
sofrida por uma mola com a
força nela aplicada e a sua
natureza, expressa pela chamada
constante elástica da mola.
F = k.x

20. Veja como uma mola deforma com a força:
x
F
k=

21. F(N)
x(m)
F
MAX
x
MAX
Limite
Elástico
Esta relação só vale no limite elástico!!!

22. FORÇA DE ATRITO ( Fat)
Força de resistência ao movimento.

23. •A força de atrito não existe sem a
componente normal; ou seja, para que haja
força de atrito, é necessário que haja uma
compressão entre os corpos.
•A força de atrito tem sempre a mesma
direção do deslizamento ou da tendência de
deslizamento entre os corpos; é uma força de
resistência ao movimento.

24. Meteoro
entrando na
atmosfera.
Nave espacial
voltando para a
atmosfera.

25. Força de Atrito CinéticoForça de Atrito Cinético
•Ocorre quando houver deslizamento entre
duas superfícies. Será sempre contrário ao
movimento. Também chamado atrito
dinâmico.
f
AT v
P
N

26. A força de atrito cinética é dada por
f
AT
= μ
c
.N
N→Força normal (neste caso tem mesmo
módulo do peso).
μ
c
→Coeficiente de atrito cinético.
Depende das duas superfícies em
contato.

27. F
y
f
AT
= μ
c
.N
Lubrificantes reduzem
o coeficiente de atrito.
Quando esta moça
empurra o esfregão, a
normal aumenta.

28. Carro freando

29. Interações de contato
FORÇA DE ATRITO ESTÁTICO

30. Força de Atrito EstáticoForça de Atrito Estático
•Ocorre quando não há deslizamento entre
duas superfícies. Será sempre contrário à
tendência de movimento.
f
AT
f
AT

ff
AT máxAT máx
= μ = μ
EE
.N.N

31. f
AT

MÁX
é a força
de destaque
f
AT
cinético, pois
o bloco começa
a deslizar
Note que µ
E
> µ
C

32. As Leis do MovimentoAs Leis do Movimento
Segunda lei de Newton (lei fundamental da dinâmica):
A força resultante que atua sobre um corpo é igual ao produto da sua
massa pela aceleração com a qual ele irá se movimentar.
Exemplo:
Sejam F1, F2 e F3 as forças que atuam sobre um corpo de massa m.
A resultante FR será a soma vetorial das forças que atuam nesse
corpo, logo:
FR = m a
FR = F1 + F2 + F3
åFx = m ax
åFy = m ay
åFz = m az
FR = m a

33. O que nos diz a segunda lei de Newton?
Todo corpo necessita da ação de uma força para iniciar um
movimento (sair do repouso) ou para que seu movimento seja
alterado (variação da velocidade – aceleração);
Quanto maior a massa de um objeto, maior a força necessária para
alterar seu estado (tira-lo do repouso ou alterar sua velocidade);
Quanto maior a variação de velocidade (aceleração) que se deseja
imprimir a um corpo, maior a força necessária para isso;
A aceleração adquirida por um objeto tem SEMPRE a mesma direção
e sentido da força resultante que atua no objeto.
FR = m a

34. Elevadores