Física Geral II – FIS052 – EAD
Semana 9: Aulas 17 e 18
Professor: Adhimar Flávio Oliveira 13 de Outubro de 2014
Conteúdo
1 Instruções 1
1.1 Biblioteca Virtual . . . 1 1.2 Atividades . . . 1
2 Soluções de problemas de equilíbrio de corpos rígidos 2
3 Lei de Newton da gravitação 4
4 Exercícios 5
5 Questões 7
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Instruções
1.1 Biblioteca Virtual
Em nossa disciplina vamos utilizar a Biblioteca Virtual da Unifei. Para acessá-la vocês devem:
1. acessar o link: https://unifei.bv3.digitalpages.com.br
2. em login digite sua matrícula,
3. e na senha digite sua data de nascimento no formato ddmmaa
2. Estudar as seções 11.3 Soluções de problemas de equilíbrio de corpos rígidos (páginas 359 e 360) e 12.1 Lei de Newton da gravitação (entre as páginas 1 e 5 do livro II). É muito importante refazer e entender os exemplos.
3. Resolver os exercícios e questões apresentados nas seções 4 e 5 deste texto.
4. Postar na ferramenta Portfólio em Portfólios Individuais aos exercícios e questões pedidos no item 3, compartilhando apenas com os Forma-dores. Não esqueça de associar a atividade a avalição da Semana.
Em caso de dúvidas utilize a ferramenta Correio ou o Fórum Dúvidas e Su-gestões.
Para auxiliar no estudo, no texto a seguir é apresentado um re-sumo sobre o tema abordado no livro texto.
2
Soluções de problemas de equilíbrio de corpos
rígidos
Existem apenas dois princípios básicos para o equilíbrio de corpos rígidos: a soma vetoria das forças que atuam sobre o corpo deve ser nula e a soma dos torques em torno de qualquer ponto deve ser zero.
X~
F = 0 (1)
e X
~τ = 0 (2)
Exemplo:
3
Lei de Newton da gravitação
Cada partícula do universo atrai qualquer outra partícula com uma força diretamente proporcional ao produto das respectivas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as partículas.
Fg =G m1m2
r2 (3)
onde Fg é o módulo da força gravitacional que atua sobre cada partícula, m1 e m2 são as massas das partículas, r é a distância entre eles e G = 6,742×10−11N m2/kg2 é a constante gravitacional.
As forças gravitacionais atuam sempre ao longo da linha que une as duas partículas constituindo um par de ação e reação. Essas forças possuem sempre módulos iguais, mesmo quado as massas são diferentes. A força de atração que o seu corpo exerce sobre a Terra possui o mesmo módulo da força de atração que a Terra exerce sobre você.
Para determinar o valor da constante gravitacional G, devemos medir a força gravitacional entre dois corpos de massas conhecidasm1 em2
separa-dos por uma distânciarconhecida. Essa força é extremamente pequena para corpos existentes em laboratórios, mas ela pode ser medida com um instru-mento denominado balança de torção, usado em 1798 por Henry Cavendish para determinar o valor de G.
Exemplo 1: A massa m1 de uma das esferas pequenas da balança de Cavendish é igual a 0,0100 kg, a massa m2 de uma das esferas grandes é
igual a 0,500 kg. e a distância entre o centro de massa da esfera pequena
e o centro de massa da esfera grande é igual a 0,0500 m. Calcule a força gravitacionalFg sobre cada esfera.
Exemplo 2: Suponha que uma esfera pequena e uma esfera grande sejam destacads do dispositivo descrito no exemplo 1 e colocadas a uma distância de 0,0500 m (entre seus centros) em um local do espaço muito afastado de outros corpos. Qual é o módulo da aceleração de cada esfera em relação a um sistema inercial?
Figura 1: Ilustração do Exemplo 3.
4
Exercícios
1. Uma prancha de trampolim com 3,0 m de comprimento é suportada em um ponto situado a 1,0 m de uma de suas extremidades, e uma mergulhadora pesando 500 N está em pé na outra extremidade (Figura 2). A prancha possui seçaõ reta uniforme e pesa 280 N. Calcule a) a força exercida sobre o ponto de suporte; b) a força na extremidade da esquerda. (1920 N e 1140 N)
2. Duas pessoas transportam uma prancha de madeira uniforme com 3,0 m de comprimento e peso de 160 N. Se uma da pessoas aplica em uma extremidade uma força de baixo para cima de 60 N, em qual ponto a outro pessoa deve ser suspender a prancha?
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Questões
1. Sente-se numa cadeira rígida, retilínea, e encoste-se no encosto da ca-deira. Tente levantar-se sem jogar o tronco para frente e sem apoiar-se em alguma coisa. Por que você não consegue? Explique detalhada-mente sua resposta.
