FÍSICA

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1ª SÉRIE

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TIPOS DE FORÇA (II)

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AULA 20

Reconhecer a causa, as aplicações e implicações relacionadas à força de tração, elástica e a força de resistência do ar.

OBJETIVO DA AULA

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d13 - Reconhecer diferentes tipos de forças que atuam sobre corpos em equilíbrio estático ou dinâmico.

PARA INÍCIO DE CONVERSA

ENTRE PARAQUEDISTAS E GOTAS DE CHUVA

Fisicamente, �como explicar a diferença no movimento de queda?

Analise as imagens a seguir:

De utilização gratuita ao abrigo da Licença de Conteúdo do Pixabay

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Todos os objetos que estão em contato exercem forças uns sobre os outros.

COLEÇÃO MULTIVERSOS

Se um dos objetos exercendo a força for uma corda, uma corrente, ou um cabo, denominamos essa interação de força de tração.

Na Física, damos nomes diferentes para essas forças, com base nas características da interação. Observe:

Um fio ideal é aquele elemento transmissor de força:

• inextensível (que não pode esticar);
• flexível;
• apresenta massa desprezível em relação aos demais corpos envolvidos no fenômeno.

https://s5.static.brasilescola.uol.com.br/img/2019/11/tracao-carro.jpg

Para simplificar o estudo, é comum considerar cordas, cabos ou correntes como transmissores ou fios ideais.

SISTEMA DE FORÇAS E EQUILÍBRIO

Observe as diversas forças que atuam sobre um bloco em repouso, numa superfície horizontal e com atrito.

Veja, que mesmo puxado por uma tração, ele se mantém em repouso. Nesse caso, dizemos que o bloco está em EQUILÍBRIO, fisicamente a força resultante (soma vetorial de todas elas) sobre o bloco é nula.

O equilíbrio pode ser classificado como:

Equilíbrio estático:

O objeto permanece em repouso.

Equilíbrio dinâmico:

O objeto em MRU (Movimento Retilíneo Uniforme).

Analise a questão ao lado e, assim que o(a) professor(a) solicitar, levante a mão indicando com um número a alternativa correta.

a. Peso, gravidade, atrito.

b. Peso, velocidade, atrito.

c. Peso, velocidade, tração.

d. Peso, massa, aceleração gravitacional.

e. Peso, tração, atrito.

Indique a alternativa em que todos os itens representam forças:

O físico inglês Robert Hooke (1635-1703) dedicou tempo à pesquisa em deformações de molas. Em sua homenagem, a lei física que se que explica a força elástica é chamada de Lei de Hooke.

Robert Hooke (1635-1703)

Força elástica é definida como a interação que caracteriza a elasticidade ou a deformação de corpos.

Você já deve ter percebido que existem molas ou elásticos de diferentes elasticidades, isso porque, cada mola possui uma constante elástica que mede a rigidez da mola, isto é, a força necessária para uma mola sofrer deformação.

A constante elástica depende da natureza do material e por suas dimensões. No SI, a unidade para constante elástica é N/m.

A força elástica tem a mesma intensidade e direção da força com que a pessoa estica ou a comprimi, porém, atua em sentido oposto. Observe:

Amortecedores de calçados

Bungee Jumping

https://aventuracuritiba.com.br/wp-content/uploads/2019/03/inicio-bungee-jumping-1.jpg

Trem de pouso no avião

O conhecimento sobre força elástica pode ser aplicado em:

Molas em canetas

Brinquedos

Amortecedores de automóveis

Lei de Hooke.

Um dinamômetro é um dispositivo que mede a intensidade de uma força, pela deformação de uma mola. Com base em que discutimos nesta aula, identifique, qual lei física melhor se relaciona a esta aplicação?

Dinamômetro experimental: utilizado em colégios/ laboratórios.

Dinamômetro de mão digital ou

Dinamômetro de mão analógico

Dinamômetro eletrônico: usado principalmente em movimentação de carga suspensa.

Utilizados nos exames médicos para emissão da carteira de motorista ou para admissão em novo emprego.

Porém, geralmente, a queda dos corpos sobre a ação de uma força de atrito com o ar. Essa força é denominada força de resistência do ar (ou arraste), como mostra a figura acima.

Nessa situação, a velocidade do objeto aumenta �10 m/s a cada segundo. Nesse caso, o movimento é chamado de �queda livre.

Quando a resistência do ar é desprezível, consideramos apenas a força peso atuando sobre o objeto, como mostra a figura abaixo.

Entre os principais elementos que influenciam na intensidade da força de resistência do ar está:

a) A velocidade do objeto em queda;

b) A sua forma;

c) Área da secção transversal perpendicular à direção do movimento.

Num paraquedas aberto, a forma côncava aumenta significativamente o valor da força de resistência do ar.

A gota de chuva apresenta menor resistência do ar, por apresentar forma aerodinâmica.

O Estado de São Paulo — Maio/2000

Para reduzir a resistência do ar, engenheiros projetam carros e aviões com formas mais aerodinâmicas, semelhantes ao formato da gota de chuva. Observe as imagens:

Sob orientação do(a) professor(a), escreva em seu caderno, o que acontece com a velocidade de queda de um(a) paraquedista quando:

• P > F_ar:
• P = F_ar:
• P < F_ar:

A velocidade do(a) paraquedista se mantém constante.

A velocidade do(a) paraquedista aumenta.

A velocidade do(a) paraquedista diminui.

O QUE VIMOS?

Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5

Nesta aula, reconhecemos a causa, as aplicações e implicações relacionadas à força de tração, elástica e a força de resistência do ar.

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REFERÊNCIAS

BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: vol.1. Física Moderna. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.

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GONÇALVES FILHO, Aurélio. Física: interação e tecnologia. Vol. 1. Aurélio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. 2ª ed. – São Paulo: Leya, 2016.

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HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual – tradução Trieste Ricci. – Porto Alegre: Bookman, 2009.

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GODOY, Leandro Pereira de. Multiversos. Ensino médio/ Leandro Pereira de Godoy, Rosana Maria Dell’Agnolo, Wolnei Candido de Melo. 1ª ed. São Paulo: FTD 2020.

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ASTH, Rafael. Força: o que é, como atua e quais os tipos. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/forca/. Acesso em: 20 mar. 2024