Leis de Newton: As forças básicas da mecânica

ETAPA 1

Aula-tema: Leis de Newton

Esta etapa é importante para que você aprenda a identificar, representar e calcular as principais forças da mecânica.

Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos.

Passo 1

Para evitar o deslizamento de pedras na encosta de um morro, uma sugestão oferecida é a ancoragem delas por meio de um cabo de aço fortemente fixado nas rochas. Para isso, vamos determinar alguns parâmetros desse cabo.

Determine o peso da pedra sabendo que sua massa é de meia tonelada

m = 500 kg

g = 9,8

p = m . g

p = 500 . 9,8

p = 4900 N

Passo 2

Represente um plano inclinado de 30° e determine a componente de força peso paralela ao plano.

Px = P . sen30º

Px = 4900 . 0,5

Px = 2450N

Passo 3

Determine a componente da força peso perpendicular ao plano. Para o caso do equilíbrio estático, determine a tração do cabo.

Py = P . cosθ Px -T = m . a T = Px

Py = 4900 . cos30° 2450 = 500 . 0

Py = 4243,5 N -T = -2450 . (-1)

T = 2450

Passo 4

Adotando a inclinação do terreno como 30° e supondo desprezível atrito, caso o cabo se rompa, qual será a aceleração da rocha da base do plano.

Px = m . a

2450 = 500 . a

a = 2450 / 500

a = 4,9 m/s²

Passo 5

Considerando a encosta como um plano inclinado de 30º cujo valor de h (altura) tomado na vertical é de 300 m, determine o comprimento da encosta.

Hip = co / senθ

Hip = 300 / sen30°

Hip = 600 metros

Passo 6

Com os dados dos passos 4 e 5, determine a velocidade da rocha na base da encosta, supondo que não exista atrito.

V² = Vo + 2 . a + Δ s

V² = 0 + 2 . 4,9 + 600

V² = 9,8 + 600

V² = 609, 8

V = √609,8

V = 24,7 m/s

ETAPA 2

Aula-tema: Leis de Newton – Atrito

Esta Atividade é importante para você fixar os conceitos de atrito e identificar o atrito estático e o cinético, relacionando-os com os fenômenos cotidianos.

Para realizá-la, é fundamental seguis os passos descritos.

Passo 1

Numa situação mais próxima do real, o coeficiente de atrito estático pode ser tomado como u = 0,80. Faça cálculos para tranqüilizar a população da base da encosta mostrando, que numa situação atmosférica normal, a rocha não terá facilidade de deslizar.

Calcule inicialmente a componente Py do peso.

Py = PN

Py = P . cosθ

Py = 4900 . cos30º

Py = 4243,5 N

Passo 2

Calcule o atrito estático máximo

FN = Fy

femax = u . FN

femax = 0,80 . 4243,5

femax = 3394,8N

Passo 3

Compare o atrito estático Maximo com a componente paralela ao plano PX.

Passo 4

Escreva sucintamente uma conclusão sobre o resultado dos cálculos realizados nas etapas 1 e 2.

A força Px não é suficiente para mover a pedra, pois a componente força de atrito estático femax é maior em 994,8N, sendo assim a pedra permanecerá imóvel até que a força Px ultrapasse o limite de 3394,8N.

Bibliografia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Leis_de_Newton

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/leisdenewton.php

http://www.aulas-fisica-quimica.com/9f_15.html

http://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/dinamica-as-leis-de-newton.htm

http://www.ebah.com.br/content/ABAAABa7MAD/leis-newton-atrito-propagacao

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=778

http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/questoes/1_atrito.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=WRxPik2RoXE

https://www.youtube.com/watch?v=lN7JHwRYdik&playnext=1&list=PLF06ERiJT7bZmkB34MkF0BO2RiAruZMO&feature=results_main

https://www.youtube.com/watch?v=s9IzrEsUoQw

https://www.youtube.com/watch?v=0QMTCkmSBVc

https://www.youtube.com/watch?v=4iAcXlHq10c

https://www.youtube.com/watch?v=44uLRs90h30