Voltar Inicial Enem Mecânica Óptica

Tipos de Forças

 

I – Força de atrito () – força tangencial à trajetória e sempre contrária ao movimento ou à sua tendência. Surge entre duas superfícies que estão em contato direto, devido às rugosidades entre as mesmas. Portanto, quanto mais polidas (lubrificadas) estiverem as superfícies que estão em contato, menor será a força de atrito entre elas.

 

A força de atrito surge devido ao princípio da ação e reação. Quando uma força externa  puxar o bloco A para a direita, este, devido ao atrito, tentará puxar o apoio B também para a direita, aplicando ao apoio uma força . Pelo princípio da ação e reação

o apoio B reagirá sobre o bloco A com uma força  para a esquerda 

  e .constituem par ação e reação (mesma intensidade, mesma direção e sentidos contrários) e não se anulam, pois são aplicados em corpos diferentes e ambos são denominados de força de atrito (). Portanto, sobre o bloco A, na direção do

movimento, atuam a força externa  e a força de atrito .

É graças à força de atrito que andamos. O pé, em contato com o solo empurra-o para trás () e o solo reage sobre o pé e

consequentemente sobre nós () empurrando-nos para a frente. Se o solo estiver muito liso ou com óleo ou estivermos sobre uma pista de gelo, o atrito fica desprezível,  não surgem forças, escorregamos e caímos.

A força de atrito também pode servir como força motora no deslocamento de um veículo. Observe a figura. Se você quiser

acelerar o carro para a esquerda, o motor do mesmo deve fazer o eixo e consequentemente a roda girar no sentido anti-horário.

O pneu empurra o solo para trás () e o solo reage sobre o pneu e consequentemente sobre o carro (), movendo-o para a direita.

2- Força normal () – Força trocada entre duas superfícies sólidas que estão em contato comprimindo-se e que é sempre perpendicular à reta à reta que tangencia as superfícies no ponto de contato. Obedecem ao princípio da ação e reação e não se anulam, pois são aplicadas em corpos diferentes.

 

 

d) dois blocos sobre um apoio horizontal                e) esfera numa caixa

                

 

 3 – Força de tração ou de tensão () – Força que é transmitida sempre por fios cordas ou cabos ideais (inextensíveis e de massas desprezíveis) distendendo-os (tracionando-os, esticando-os).

Exemplos:

 

a) Trem puxando dois vagões através de dois cabos ideais 1 e 2.

 

b) bloco sendo elevado pela força de tração  através de um fio ideal que passa por uma polia ideal.

Observações:

 

- polias ou roldanas são dispositivos que tem por função mudar a direção e o sentido da força aplicada através de um fio, mas mantendo sua intensidade. Veja na figura acima que a força aplicada pelo motor no fio tem direção horizontal e sentido para a direita e no bloco tem direção vertical e sentido para cima. Numa polia ideal desprezam-se os atritos de modo que a força no fio tenha sempre a mesma intensidade.

 

- se for pedido a intensidade da força que o fio troca com a polia você deve proceder da seguinte maneira:

O fio comprime a polia nos dois pontos indicados na figura com forças de mesma intensidade .

 

Como a polia é sólida essas duas forças comportam-se como se estivessem aplicadas num mesmo ponto (centro da mesma)

 

Aplicando Pitágoras, determinamos a intensidade de .

FR2 = T2 + T2  ---  FR = Ö2T2  ---  FR = T.Ö2

 

 

Forças que agem sobre corpos em repouso, apoiados sobre superfícies horizontais

a) bloco B de peso ,em repouso, apoiado sobre uma superfície plana horizontal.

- par ação e reação  ---  a Terra atrai o bloco () e o bloco atrai a Terra ().  está aplicada no centro da Terra.

 

- par ação e reação  ---  o bloco exerce sobre a mesa empurrando-a para baixo uma força de contato () e a mesa reage sobre o bloco para cima com  ().

Portanto constituem par ação e reação as forças () e ( e ). Sobre o bloco agem as forças  e  que não constituem par ação e reação, pois estão aplicadas no mesmo corpo e sabemos que os pares ação e reação são sempre aplicados em corpos diferentes.

 

 b) corpo de peso em repouso, submetido à ação de uma força externa , paralela ao plano horizontal.

Colocando todas as forças que atuam no centro do corpo.

*   ---  força de atrito sobre o bloco, contrária à tendência ao movimento e cuja reação está no apoio, horizontal e para   a

direita  ---    ---  força externa cuja reação está na pessoa, horizontal e para a esquerda  ---    ---  peso do corpo aplicada pela Terra e cuja reação está no centro da Terra ---    ---  força normal, cuja reação está no apoio, vertical e para baixo.

A força resultante é nula (repouso)  na horizontal (=) e na vertical (=) e essas 4 forças não são par ação e reação, pois se anulam.

 Observação – A resultante das forças que o bloco troca com o solo é (), fornecida pela soma vetorial de  com , ou seja,

 =  + .

 c) força com inclinação b aplicada sobre um corpo em equilíbrio (=), apoiado sobre um plano horizontal.

:

Decompondo  em  e

 

 ---  parcela de  que tenta puxar o corpo para a direita    ---      ---  parcela de  que tenta levantar o corpo.

FX=F.cosb  ---  FY=F.senb

Colocando todas as forças que agem sobre o corpo

equilíbrio horizontal---=           equilíbrio vertical---= +   ---   = -   ---  o bloco fica mais “leve”.

 

Forças que agem sobre corpos suspensos e em repouso

 

a) Um bloco suspenso e em repouso

Isolando o bloco:

Lembre-se de que:

- todos os pontos do fio estão tracionados (esticados) pela força de intensidade T.

- e  não são par ação e reação porque se anulam (repouso, força resultante nula) e porque são aplicadas num mesmo corpo.

 

b) dois blocos A e B de pesos  e   suspensos e em repouso

 

O que você deve saber

* Identificando e colocando as forças:

- a primeira força que você deve colocar sempre é a força peso (), pois todos os corpos têm peso. Tem sempre direção vertical e sentido para baixo.

- a força normal () surge no corpo sempre que  houver contato e é sempre perpendicular às superfícies que estão em contato.

- a força de tração ou tensão () é transmitida sempre por fios, cordas ou cabos e é desenhada sempre sobre eles.

- a força de atrito () é colocada sempre contrária ao movimento ou à sua tendência.

* as forças de ação e reação jamais se anulam, pois são aplicadas em corpos diferentes.

* sempre que duas forças se anularem elas jamais serão par ação e reação.

* a força normal tem a mesma origem que a de atrito --- Fat=μ.N --- N=Fat/μ, onde μ é constante para as duas superfícies em contato --- a força de atrito se origina, de forças interatômicas, ou seja, da força de interação entre os átomos, portanto sua origem é de natureza eletromagnética, e deve-se à interação entre as nuvens eletrônicas dos átomos localizados nas zonas de contacto entre os corpos --- essas superfícies estão bem próximas e, nas regiões de contacto os materiais ficam "soldados" criando pontos de aderência ou colagem (ou ainda solda) entre as superfícies e os picos aderem uns aos outros em virtude das forças de coesão inter-moleculares --- no estudo dos fluídos as interações que dão origem à viscosidade e ao atrito fluidodinâmico também são de origem eletromagnética.

 

 

 

Exercícios