Principais Forças da Mecânica
Força Peso
Peso é a força de atração gravitacional que a
Terra exerce sobre um corpo.
Seu módulo é calculado pela equação:
Força Peso [N]
P=m.g
Massa do corpo [kg]
Aceleração da gravidade [m/s²]
Força Elástica
Força elástica é a deformação causada em molas devido à
aplicação de uma força. Esta força foi determinada pelo físico
Robert Hooke, onde a qual ficou conhecida como Lei de
Hooke.
F  k .x
• F = força elástica (N)
• k = constante elástica da mola (N/m)
• x = deformação da mola (m)
Força de Tração
Tensão ou tração em fios (T): surge quando
dois ou mais corpos estão ligados por um fio
de tensão que intermedeia a interação entre
eles. Se considerarmos o fio inextensível e de
massa desprezível, sua presença não
influencia o movimento, e ele passa a ser
apenas um transmissor de forças.
Tração em Polias
A polia fixa serve apenas para mudar a
direção e o sentido da força. Ela é muito
utilizada para suspender objetos.
Polia Fixa
A polia móvel facilita a realização de
algumas tarefas, como, por exemplo, a de
levantar algum objeto pesado. A cada polia
móvel colocada no sistema, à força fica
reduzida à metade, esta é uma vantagem,
só que também temos a desvantagem,
quanto mais polias móveis, mais demora a
erguer ou puxar o objeto. As polias móveis
são muito utilizadas em oficinas para
erguer o motor do carro.
Polia Móvel
Força de Atrito
São resultado da interação entre o corpo e a
superfície por onde ele se movimenta.
A força de atrito
opõe-se ao
movimento
provocado pela força
F.
Dependem das características da superfície
sobre a qual o corpo se movimenta. É
representada por μ (coeficiente de atrito), que
pode ser estático ou dinâmico, dependendo
do estado do corpo.
Fat  .N
Fat= Força de atrito [N]
μ – Coeficiente de atrito
N – Força Normal [N]
Existem dois tipos de coeficiente atrito:
• Estático μe: Se o corpo é puxado, porém não
consegue escorregar na superfície, significa
que ele recebeu a ação de uma força de atrito
que impede seu movimento. Essa força é
denominada atrito estático.
• Cinético μc: Se o corpo está escorregando na
superfície de apoio, significa que a força de
atrito que age nele é cinético.
EXERCÍCIOS
1) Um estudante precisa levantar uma geladeira para coloca-la na caçamba de
uma caminhonete, para isso usou um sistema de roldanas. Supondo que o
movimento da geladeira ao ser suspensa, é uniforme, e que as roldanas e
a corda têm massas desprezíveis, considere as seguintes afirmativas:
I – O peso da geladeira foi reduzido um terço
II- A força resultante que o estudante tem que fazer para levantar geladeira, é
metade do peso da geladeira. Mas o teto vai ter que suportar três meios
do peso da geladeira.
III – A estrutura do teto tem que suportar o peso da geladeira, mais a força
realizada pelo estudante.
Estão corretas:
a) Apenas a afirmativa I
b) Apenas a afirmativa II
c) Apenas a afirmativa III
d) As afirmativas I e II
e) As afirmativas II E III
2) A mola ideal da figura varia seu comprimento de 12 cm para 17 cm
quando penduramos em sua extremidade um corpo A (em repouso) de
peso 10 N.
a) Qual a constante elástica da mola, em N/m ?
b) Qual o comprimento dessa mola, quando ela sustentar em equilíbrio um
corpo B de peso 20 N ?
3) O sistema montado na figura apresenta-se em equilíbrio. As molas verticais
são leves (pesos desprezíveis) e cada uma possui constante elástica k = 50
N/m e comprimento natural (não deformada) de 20 cm. Cada bloco tem
peso de 5,0 N. Quais os comprimentos a e b das molas?
4) Dado, na figura abaixo, que g = 10 m/s², m =
20 kg, coeficiente de atrito estático = 0,3,
coeficiente de atrito dinâmico = 0,2. Verifique
se o bloco entra ou não entra em movimento
nos casos:
a) F = 40 N b) F = 60 N c) F = 80 N
5) (Unicamp 2011) O sistema de freios ABS (do alemão “AntiblockierBremssystem”) impede o travamento das rodas do veículo, de forma que
elas não deslizem no chão, o que leva a um menor desgaste do pneu. Não
havendo deslizamento, a distância percorrida pelo veículo até a parada
completa é reduzida, pois a força de atrito aplicada pelo chão nas rodas é
estática, e seu valor máximo é sempre maior que a força de atrito cinético.
O coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é μe = 0,80 e o
cinético vale μc = 0,60 . Sendo g = 10 m/s2 e a massa do carro m = 1200 kg,
o módulo da força de atrito estático máxima e a da força de atrito cinético
são, respectivamente, iguais a:
a) 1200 N e 12000 N.
b) 12000 N e 120 N.
c) 20000 N e 15000 N.
d) 9600 N e 7200 N.
6)
7) Nas academias de ginástica, usa-se um aparelho chamado pressão com
pernas (leg press), que tem a função de fortalecer a musculatura das
pernas. Este aparelho possui uma parte móvel que desliza sobre um plano
inclinado, fazendo um ângulo de 60º com a horizontal. Uma
pessoa, usando o aparelho, empurra a parte móvel de massa igual 100 kg
e a faz mover ao longo do plano, com velocidade constante como é
mostrado na figura.
Considere o coeficiente de atrito dinâmico entre o plano inclinado e a parte
móvel 0,10 e a aceleração da gravitacional 10m/s². (Usar sen 60º = 0,86 e
cos 60º = 0,50).
a) Faça o diagrama das forças que estão atuando sobre a parte móvel do
aparelho identificando-as.
b) Determine a intensidade da força que pessoa está aplicando sobre a parte
móvel do aparelho.