Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
Centro de Ciências e Tecnologias Agropecuárias - Laboratório de Engenharia Agrícola
EAG 03204 – Mecânica Aplicada
Prof. Ricardo Ferreira Garcia – [email protected]
Dinâmica e estudo de forças
1. Dinâmica
A dinâmica é a parte da mecânica que estuda as relações dos movimentos com as forças a eles
associadas e com as propriedades dos objetos que se deslocam.
2. Definições
2.1 Força
A força é considerada o agente físico cujo efeito dinâmico é a aceleração. Somente sob a ação de uma
força é que uma partícula pode ser acelerada.
2.2 Equilíbrio
Uma partícula está em equilíbrio em relação a um dado referencial quando a resultante das forças que
nela agem é nula.
Equilíbrio estático – uma partícula se encontra em equilíbrio estático quando se apresenta em repouso em
relação a um dado referencial.
Equilíbrio dinâmico – uma partícula se encontra em equilíbrio dinâmico quando se apresenta em movimento
retilíneo uniforme (velocidade constante e ≠ 0) em relação a um dado referencial.
2.3 Inércia
É a dificuldade que os corpos oferecem às mudanças de velocidade vetorial.
3. Leis de Newton
a
1 Lei de Newton - Inércia

Qualquer corpo permanece em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a
menos que seja obrigado a modificar tal estado por forças aplicadas a ele.

Se nenhuma força resultante atua sobre um corpo, sua aceleração é nula.
Massa – é a propriedade de um corpo que determina sua resistência a uma variação de seu movimento.
F3 F2 F1


 cons tan te
a 3 a 2 a1
F3 F2 F1


 massa
a3 a2 a1
em que:
F = força;
m = massa do corpo; e
a = aceleração do corpo.
a
2 Lei de Newton - Massa

Se F é a resultante das forças que agem numa partícula, então, em conseqüência de F, a partícula
adquire na mesma direção e sentido da força uma aceleração cujo módulo é diretamente
proporcional à intensidade da força.
Fm a
em que:
F = força, N;
m = massa do corpo, kg; e
2
a = aceleração do corpo, m/s .
1 N  1 kg
m
s2
1 Newton – é a intensidade da força que, aplicada numa partícula de massa um quilograma, produz na sua
direção e sentido uma aceleração de módulo um metro/segundo, por segundo.
Peso de um corpo – é a força de atração gravitacional que a Terra exerce sobre ele.
Pm g
g  9,81 m / s 2
1 kgf  1 kg . 9,81 m / s2
1 N  1 kg . 1 m / s2
1 kgf  9,81 N
a
3 Lei de Newton - Ação e Reação

A cada ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, as ações mútuas de dois corpos, um sobre
o outro, são iguais e dirigidas para partes contrárias.
4. Forças de atrito
Forças de atrito são forças trocadas entre duas superfícies que estão em contato e tendem a se mover
relativamente entre si.
A figura abaixo ilustra o movimento de um bloco sobre uma superfície.

Na figura, um bloco se movimenta quando a força aplicada, F, supera as forças de atrito entre o
bloco e a superfície em que se apóia.

A força aplicada F aumenta gradualmente e o corpo permanece em repouso enquanto que a força
aplicada é equilibrada pela força de atrito, neste caso, força de atrito estático.

No instante em que F torna-se maior que a força de atrito estática, o bloco começa a mover-se.

Uma vez que o bloco está em movimento, a F é maior que a força de atrito dinâmico originando
uma resultante, a qual acelera o bloco.

Quando F é reduzida e se iguala à força de atrito dinâmico, a força resultante é nula e o bloco se
move com velocidade constante.
4.1 Força de atrito estático
É a força de atrito que atua entre superfícies em repouso relativo.
fe   e N
em que:
fe = força de atrito estático, N;
 e = coeficiente de atrito estático, adimensional; e
N = força normal, N.
4.2 Força de atrito cinético
É a força de atrito que atua entre superfícies em movimento relativo.
fc  c N
em que:
fc = força de atrito cinético, N; e
 c = coeficiente de atrito cinético, adimensional.