Atps Fisica II

ATPS DE FISICA II

Competências e habilidades

ETAPA 1

Aula-tema: Leis de Newton – Atrito.

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 a rochas. Para isso, vamos determinar alguns parâmetros desse cabo.

Atividades:

1) Determine o peso da pedra sabendo que sua massa é meia tonelada.

Massa da pedra = 0,5 toneladas = 500 kg

Gravidade da terra = 9,8 m/s²

Então:

P= Força peso

P= m.g m= Massa

P= 500.9,8 g = gravidade

P= 4900 N

2) Represente um plano inclinado de 30° e determine a componente da força peso paralelo ao plano.

Px= m.g.senα

Px= m.g.sen30º

Px=500.9,8.0,5

Px= 4900.0,5

Px= 2450 N

3) Determine o componente da força peso perpendicular ao plano. Para o caso do equilíbrio estatístico, determine a tração no cabo.

Py= m.g.cos α FRX = Px - T

Py = m.g.cos 30° 0= 2450 – T

Py= 500.9,8.0,9 T = 2450 N

Py = 4900.0,9

Py= 4410 N

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

Px= m.a

2450= 500.a

2450/500= a

a = 4,9 m/s²

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 2

Com os dados dos passo 1, determine a velocidade da rocha na base da encosta, supondo que não exista atrito.

V² = ?

Vo² = 0

a = 4,9 m/s²

∆s = 600 m

V² = vo² + 2 .a . ∆s

V² = 0 + 2 .4,9 .600

V² = 9,8 . 600

V² = 5580

V = 76,68 m/s²

Passo 3

Numa situação mais próxima do real, o coeficiente de atrito estático pode ser tomado como? m= 0,8. Faça cálculos para tranqüilizar a população da base da encosta mostrando, que numa situação atmosférica normal, a rocha não terá facilidade de deslizar.

1) Calcule inicialmente a componente Py do peso.

Para que a rocha fique parada é necessário que a força que a puxa para baixo, paralela ao plano (Px), seja menor que a força de atrito que o plano exerce sobre a rocha. Para comprovar precisamos calcular qual é a força de atrito (Fat), que é igual à multiplicação do coeficiente de atrito pela Força normal (Fn) que no plano inclinado é dado pela força Py.

m=0,8

Fn=Py=4244N

Fat= . Fn

Fat=0,8 . 4244

Fat=3395N

Então:

Px=2450

Px<Fat

Portanto a força de atrito é bem superior a força aplicada para baixo (Px), não permitindo que a rocha desça pelo plano.

2) Calcule o atrito estático máximo.

O atrito estático máximo é a maior força que a rocha, então é a própria Fat calculada no passo anterior.

Fat=3395N

3) Compare o atrito estático máximo com a componente paralela ao plano Px.

Comparando o atrito máximo Fat com a componente Px, verificamos que o atrito máximo é superior a componente Px, deixando o sistema em repouso, sem movimento.

Px<Fat

Px=2450 < Fat=3395N

4) Escreva sucintamente uma conclusão sobre os resultados dos cálculos realizados nas etapas1 e 2.

Na realização dos cálculos nos passos anteriores, podemos compreender um pouco sobre as componentes das forças aplicadas sobre um plano inclinado e como o coeficiente de atrito e o ângulo formado pelo plano podem influenciar na estabilidade do sistema, ou seja, se o sistema ficará ou não em repouso.

ETAPA 2

Passo 1

1) Em determinadas catástrofes, temos que usar tratores para simplesmente arrastar os escombros. Um trator puxa uns escombros