Força centrípeta
Quando um corpo realiza um movimento circular uniforme ela esta sujeita a uma aceleração centrípeta (ac) que e responsável pela mudança da direcção do movimento.
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A aceleração centrípeta sempre se dirige para o centro. Sendo o corpo de massa m sujeita a uma celebração centrípeta (ac) surge uma força que chamaremos de força centrípeta e representaremos por fc.
Usando a segunda lei de Newton podemos concluir e expressar matematicamente a força centrípeta como sendo;
fc=m•ac
Quando abordamos o Movimento uniforme circular vimos que a aceleração centrípeta pode ser expressa em função da velocidade, a partir da expressão;
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Substituindo essa expressão na equação da força centrípeta temos;
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Exercícios de aplicação sobre Força centrípeta
1.Um carro de massa 2000kg percorre uma estrada com forma a figura indica, com uma velocidade constante de 4m/s determine a forma normal que a estrada exerce sobre o carro;
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Resolução
Vamos representar as forças que actua no caro que são nomeadamente o peso e a força normal .
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Como o corpo descreve uma trajectória circular a resultante será a forca centrípeta
P-N=fc
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2. Um camião pretende fazer uma curva horizontal de raio 20m com uma velocidade de 6m/s determine o coeficiente de atrito entre os pneus do camião e a estrada de modo a fazer essa curva sem despistar
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Resolução
Vamos representar as forcas que actua no carro;
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No eixo Y como não a movimento
N-P=0
N=P=mg
Para o eixo horizontal vamos usar segunda lei de Newton e como horizontal só temos a forca de atrito ela será igual a forca resultante centrípeta.
fa=fc
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3. Detro de um globo de morte um moto motociclista realiza um movimento circular de raio 8.1m determine o valor da velocidade mínima no ponto mais alto do globo.
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Resolução
Vamos representar as forcas que actua no corpo.
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A forca resultante é a forca centrípeta e podermos expressar de acordo com a 2ª lei de Newton como sendo;
fc=N+P
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A velocidade é mínima quando N=0
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Força elástica
A forca elástica esta sempre quando presente tentamos comprimir uma mola não só, como também em eleáticos e cordas de borrachas.
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x– deformação elástica da mola.
As molas são diferente para cada tipo de material exemplo, note que ao comprimir uma mola de caro exercemos mais forca em relação a quando comprimimos uma mola de cama.
Porque e mais fácil comprimir a mola de cama do que de carro?
Isso deve-se ao grão de faculdade que as molas de caro oferecem em relação as molas da cama.
O grão de dificuldade que as molas oferecem chamaremos de constante elástica e representaremos por (k)
Lei de Hooke
A forca elástica (fe) é directamente proporcional a deformação (x) e depende da constante elástica do material ( k).
fe=k•x
Aplicação
1.A cortante elástica de uma mola é de 40N/m e deformada 20cm determine o valor força elástica
Resolução
Vamos aplicar a lei de Hooke para resolver o problema.
Dados
K=40N/m
X=20cm=0.2m
fe=k•x
fe=40•0.2
fe=8N
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