Física I
Mecânica
Alberto Tannús
II 2010
Tipler&Mosca, 5a Ed.
Capítulo 5
Aplicações das Leis de Newton



Atrito;
Movimento circular;
Forças de arraste.
Movimento Circular
Aceleração centrípeta
Exemplo

Um satélite se move a velocidade constante
numa orbita circular em relação ao centro da
Terra, e próximo da sua superfície. Se a
aceleração é 9.81 m/s2, encontre:
Sua velocidade;
 O tempo necessário a uma revolução completa
(período de rotação).

S:
Façam vocês:

Um carro percorre uma curva de raio 40 m, a
uma velocidade de 48 km/h
Qual é sua aceleração centrípeta?
 Quem promove esta aceleração?
 Para uma massa de 1200 kg, e um coeficiente de
atrito estático entre o solo e as rodas de ms = 0.5,
esta curva poderia ser feita?

Força centrípeta



Força responsável pelo surgimento da aceleração
centrípeta:
Pode ser uma força de contato (corda, fio, atrito
etc.) ou uma força de ação a distância
(eletromagnética, gravitacional etc.);
Característico de uma Força Central.
Exemplo

Um balde com água é girado verticalmente
como um círculo de raio r.
Encontre a força exercida pelo balde na água, no
topo do movimento;
 Encontre o mínimo valor de vt para que a água ainda
permaneça no balde, sem derramar;
 Encontre a força exercida pelo balde na água, na
parte mais baixa do movimento, onde a velocidade
do balde é vb.

S:
Observações:
Referenciais não-inerciais



Pseudo-forças;
Carrossel;
Ciclones, ralos, Coriolis;
Exemplo

Uma bola de socar de massa
m está suspensa por uma
corda de comprimento L e
viaja a uma velocidade
constante v em uma trajetória
circular de raio r. A corda faz
um ângulo q dado por q =
r/L, como mostra a figura.
Encontre:


A tensão na corda;
A velocidade da bola.
S:
Este sistema é denominado
Pendulo Cônico
Exemplo:

Num teste de derrapagem, uma BMW 530i foi
capaz de viajar em um círculo de raio 45.7 m em
15.2 s sem deslizar lateralmente.
Supondo v constante, qual é a aceleração centrípeta?
 Ainda assim, qual é o mínimo valor do coeficiente de
atrito estático?

S:
S:
Forças de arrasto




Sólido movendo-se em gás;
Sólido em líquido;
Bolha de gás movendo-se em líquido;
Todos sofrem arrasto (atrito).
Baixas velocidades: fa  v;
 Altas velocidades: fa  v2 ;

Modelo: fa  b.vn
Pára-quedas: b grande;
Carro: b pequeno
Exemplo

Uma Skydiver de
massa igual a 64 kg
atinge a velocidade
terminal de 180 km/h
com suas pernas e
braços abertos.
Qual é a magnitude da
força de arrasto
vertical da pessoa?
 Se a força de arrasto é
igual a b.v2, qual o
valor de b?

S: