Forças de atrito.

As forças de atrito são forças que se opõem ao movimento, ou seja, impõem uma resistência ao movimento dos corpos, funcionando como obstáculo ao movimento constante.


A intensidade deste tipo de forças depende:


- Da aderência entre as superfícies de contacto(quanto maior for a rugosidade maior é o atrito);
- Do peso do corpo que se move(quanto maior for o peso do corpo, maior é a força de atrito);


As forças de atrito podem ser prejudiciais ou úteis, conforme a situação. Por exemplo numa pista de automobilismo, o atrito é prejudicial, pois pode vir a diminuir a rapidez media do movimento dos veículos.


O atrito, pelo contrário, é útil, por exemplo, quando corremos, quando o piso é demasiado escorregadio.

As Leis de Newton.

Já vimos anteriormente como se calcula a resultante de duas forças. Por exemplo, quando um automóvel está estacionado no parque de estacionamento, está também sujeito a duas forças(peso do carro e força exercida pela estrada). Estas duas forças têm a mesma intensidade e direcção, mas sentidos diferentes. Por isso podemos dizer que a força resultante é nula(=0).

A resultante também é nula quando o corpo se encontra em movimento rectilíneo uniforme, pois a aceleração é nula, e o conjunto de forças que actuam no corpo têm resultante nula.

Estes acontecimentos correspondem, então, ao enunciado da Lei da Inércia:

Qualquer corpo permanece em repouso ou movimento retilíneo uniforme se o conjunto de forças nele aplicadas tem resultante nula.

Esta lei foi enunciada primeiramente por Isaac Newton, um físico inglês.

No entanto, sempre que a resultante das forças não é nula, a sua velocidade varia, logo, existe aceleração.

Na imagem acima, podemos concluir que quanto maior é a resultante das forças aplicadas, maior é também a aceleração. Pelo contrário, quanto maior é a massa do corpo, e se a intensidade da força resultante for constante ao longo do tempo, a aceleração diminui.

Logo, para calcular a intensidade da força resultante, recorre-se à expressão 

                                                        

 F - Força Resultante;

 m - massa do corpo;

  a - aceleração média;

Estes acontecimentos correspondem ao enunciado da Lei fundamental da Dinâmica, também enunciada por Newton:

A força resultante do conjunto de forças que actuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direcção e o mesmo sentido da força resultante,  que é tanto maior quanto maior for a intensidade da força resultante.

Como é obvio, todos os corpos à face da terra estão sujeitos a forças. As forças descrevem a interacção entre dois corpos actuando aos pares. Quando um corpo exerce uma força sobre o outro(acção), o outro também vai exercer uma força com a mesma intensidade e direcção que a outra(reacção). A este par de forças que podem actuar tanto à distância como por contacto chamamos par acção-reacção.

 A situação apresentada permite o reconhecimento da lei ação-reação ou terceira lei de Newton:










Quando dois corpos estão em interacção, à acção de um corpo sobre o outro corresponde sempre uma reacção igual e oposta que o segundo corpo exerce sobre o primeiro.


Agora, alguns exercícios:

Forças

As forças descrevem a interacção entre corpos. Por exemplo, quando chutamos uma bola, pregamos um prego, ou empurramos uma mesa, estamos a aplicar forças nos corpos. Esta interação pode provocar a alteração do estado de repouso ou de movimento de um corpo, a deformação dos corpos e também a alteração do sentido, intensidade e direcção que o corpo leva.


Para caracterizar uma força temos que conhecer o seu valor, a sua direcção, o sentido e o ponto de aplicação.


A unidade SI da intensidade das forças é o newton(N).

Na figura acima temos dois exemplos da resultante de duas forças num corpo. Quando os vectores têm a mesma direcção e mesmo sentido, somam-se os valores dos dois vectores. Se os vectores tiverem direcções iguais, mas sentidos diferentes, subtrai-se o valor do vector com mais intensidade pelo valor do vector com menos intensidade. 

Se os dois vectores tiverem sentido e direcção perpendicular entre si, usamos a regra do paralelogramo:

Usamos, depois, o teorema de Pitágoras para calcular a força resultante.

Trajectória do movimento. Distância e deslocamento.

Para representar o movimento de um corpo de um ponto para outro, é também necessário conhecer os conceitos de trajéctoria(representação do movimento realizado, ao longo do tempo, podendo ser retilíneas ou curvilíneas), distância percorrida(grandeza escalar que corresponde ao comprimento da trajectória de um ponto ao outro(d) e deslocamento(grandeza vectorial que corresponde a uma linha recta que vai desde o ponto A ao ponto B, ou seja, a menor distãncia percorrida possível(delta x).

Para calcular a distância percorrida por unidade de tempo(segundos) podemos usar a fórmula da rapidez média, representada em m/s:

No dia-a-dia, é do senso comum dizer que um carro viaja à velocidade de 100 km/h, por exemplo. Contudo, em física, diz-se que o carro viaja à rapidez média de 100 km/h. Em física, a rapidez média é uma grandeza escalar que corresponde à distância percorrida por unidade de tempo. 

A velocidade instantânea, por seu lado, é uma grandeza vectorial representada pelo vetor velocidade, que tem direcção, sentido, intensidade, e também ponto de aplicação. 

Podemos calcular a velocidade instantanea através da expressão:

Quanto aos tipos de movimento, podemos considerar um movimento:

- Retilíneo uniforme( quando o valor da velocidade se mantém constante);

- Retilíneo variado(uniformemente retardado ou uniformemente acelerado)(quando o valor da velocidade varia, ou seja, diminuindo ou aumentando ao longo do tempo).

O movimento retilíneo uniforme pode ser calculado pela expressão:

No caso do movimento uniformemente variado, faz-se um gráfico velocidade vs tempo, e faz-se o seguinte:

  

A partir do triângulo branco que o gráfico e a recta formam, calcula-se a área desse triângulo, e tem-se a distância percorrida. 

Nos movimentos em que a velocidade varia, existe sempre aceleração.

A aceleração é a grandeza que mostra como varia a velocidade ao longo do tempo. Se o movimento for retilíneo uniforme, a aceleração é nula(=0). Quando o movimento é retilíneo uniformemente acelerado, a velocidade aumenta e a aceleração mede o valor desse aumento ao longo do tempo. Quando é retardado, a aceleração mede o valor da diminuição da velocidade ao longo do tempo.

A aceleração média pode ser calculada através da expressão:

No sistema internacional(SI), a aceleração exprime-se em m/s^2.

Movimento e Repouso

O movimento e o repouso fazem parte do nosso dia-a-dia. Correr, andar, pular, e até dormir, são exemplos de movimento. O movimento corresponde à alteração da posição do corpo ao longo do tempo. Repouso, é simplesmente a ausência da alteração da posição do corpo, ao longo do tempo.


Contudo, movimento e repouso são conceitos relativos, ou seja, depende do referencial desde o qual estamos a observar um corpo. Por exemplo:

Nestas imagens, o conceito de movimento é relativo. na imagem onde está representado o sol e a terra, a terra encontra-se em movimento em relação ao sol, e este em movimento em relação à terra. Na outra imagem, podemos dizer que o candeeiro, o homem, e a parede se encontram em movimento em relação às pessoas dentro do carro, mas o candeeiro em repouso em relação ao homem.

9º ano

Um ano passou, o 8º ano já lá vai. Agora, no 9º ano de escolaridade, continuarei a publicar informações úteis relativamente à física e à química.

Espero que as informações sejam úteis, como sempre.