Veja o que é a Força Resultante e como ela se distribui no plano horizontal e no plano inclinado. Veja como fazer o cálculo das forças que atuam sobre um determinado corpo para encontrar a Resultante de Forças, com a Grandeza vetorial, seu módulo, direção, e sentido. Show
Nesta aula de Física você vai aprender o que é e quais as características da resultante de duas ou mais forças no plano horizontal e no plano inclinado. Você vai aprender ainda a identificá-las sempre como grandezas vetoriais e em seguida saberá calcular a aceleração de blocos em movimento na direção horizontal e inclinada. Vem com a gente e se prepare para mandar em Física no Enem e nos vestibulares com a força resultante! O primeiro passo para começar esta revisão é ver um resumo com a professora Lia, que dá aulas de Física no canal do Curso Enem Gratuito, com todas as dicas sobre a Força Resultante. Força ResultanteUm corpo pode estar submetido a forças que atuam nele em diferentes direções e sentidos. Para compreender os efeitos de um grupo de forças que atuam em um corpo, é mais fácil tratarmos todas as forças como uma única força. Esta força será o resultado da soma de todas envolvidas. Essa única força denominamos de “Força Resultante” ou “Resultante das Forças”. Como é uma grandeza vetorial, devemos sempre observar seu módulo, direção e sentido. Forças na mesma direçãoA – Quando elas tiverem mesmo sentido, a Resultante delas será a soma das duas: B – Quando elas tiverem sentidos opostos, a Resultante será obtida pela subtração da menor pela maior e seu sentido será o da força maior: Forças em direções perpendiculares, conhecido também ortogonaisA resultante das forças será obtida usando o Teorema de Pitágoras e o sentido será aquele da soma realizada através do método do paralelogramo ou da poligonal. Para todos os demais ângulos formados entre duas Forças, inclusive 90o, a Resultante será obtida pela lei dos cossenos para Resultantes e o sentido será dado pela regra do paralelogramo ou da poligonal como mostrada no caso anterior. Força resultante no plano horizontal com cálculo da aceleraçãoUtilizaremos dois exemplos, o primeiro sem atrito e o segundo com atrito. Vamos lá? Exemplo 1No bloco da figura estão representadas duas Forças que agem sobre ele. Admita que o bloco possui massa de 2kg. Considere que tem intensidade F1 de 3,5N e F2 1N. Vamos calcular a aceleração do bloco: Como as Forças têm mesma direção e sentidos opostos, o cálculo da resultante fica: Fr = 3,5 – 1 Fr = 2,5N Para calcular a aceleração, fazemos uso da segunda lei de Newton Fr = m.a 2,5 = 2.a a = 2,5 a = 2,5/2 Resultado: aceleração = 1,25 m/s2 Exemplo 2Agora vamos ver um exemplo onde o atrito é levado em consideração. No bloco abaixo está representado um força de 20N e sua massa é 4kg. Entre a superfície e o bloco existe atrito cujo coeficiente vale 0,3. Utilize para aceleração da gravidade 10m/s2. Calcule a aceleração do bloco. Primeiramente iremos identificar as forças envolvidas: vamos calcular a força peso e, ao mesmo tempo, saberemos o valor da força normal: P = m . g P = 4.10 P = 40N Então, a força normal também será 40N. Agora calculamos a força de atrito cuja fórmula já vimos em outro post que é: Fat = μ . N Fat = 0,3.40 Fat = 12N Agora calculamos a aceleração utilizando a segunda lei de Newton, mas com o incremento do atrito: F – Fat = m . a 20 – 12 = 4.a 8 = 4.a 4.a = 8 a = 8/4 Resultado: a = 2 m/s2 Percebeu que fomos passo a passo? Fazendo assim você consegue prestar atenção a todos os detalhes. Não dê bobeira! Resumo sobre a Força de AtritoConfira agora com o professor de física Antônio Martins, o Tonho, do canal do Curso Enem Gratuito, as dicas básicas para você calcular a Força Resultante com o componente da Força de Atrito: Força resultante no plano inclinado com cálculo da aceleraçãoAqui, mais do que nunca, é necessário irmos devagar e estarmos atentos à todos os detalhes envolvidos. Veja porquê: Um plano inclinado consiste em uma superfície plana com uma inclinação em relação a horizontal dada por um ângulo. Observe a figura: Antes de começar os exemplos, precisamos relembrar de alguns detalhes:
Agora, acompanhe: Para obtermos a aceleração em rampa inclinada, precisamos decompor a força peso na direção de deslocamento do bloco. Também podemos calcular a força de Atrito (paralela à rampa) e, na direção perpendicular à rampa, calculamos a força Normal. Notas:
Resumo sobre o Plano InclinadoAntes de acompanhar a resolução de exercícios de Plano Inclinado, confira a revisão com o professor Marcelo Alves, do canal do Curso Enem Gratuito: Exercícios de plano inclinadoAgora, vamos a um exemplo para resolveremos tudo passo a passo: A rampa abaixo possui inclinação de 51o e sobre ela desliza uma caixa de massa de 5 kg. Admita que o coeficiente de atrito entre a superfície da rampa e a base da caixa seja 0,2 e utilize g = 10 m/s2. Primeiramente, desenhe todas as Forças envolvidas e determine com qual aceleração a caixa se movimenta. Resolução:Desenhando os vetores das Forças envolvidas: Passos para o cálculo da aceleração:
Vamos lá, então, para o segundo passo:
2º Px e Py: Px = P. senθ e Py = P. cosθ 3º Força de Atrito: Fat = μ . N Lembre que a Força Normal é igual a Py:
4º Enfim, calculamos a aceleração pela segunda lei de Newton onde F é o Px: Interpretando essa questão, podemos perceber que a caixa desce a rampa com aceleração de 6,5 m/s2. Como utilizamos os valores aproximados para seno e cosseno, o valor da aceleração calculada também é aproximado. Viu como fazer tudo detalhadamente torna mais fácil resolver questões de força resultante? VideoaulaPara terminar, assista à videoaula abaixo, com a professora Lia! Exercícios sobre força resultanteAgora resolva os exercícios sobre força resultante selecionados pela equipe do Curso Enem Gratuito! Compartilhe:Qual o valor da resultante das forças que agem sobre uma massa de 40 kg SabendoResposta verificada por especialistas. O valor da resultante das forças que agem nesse corpo é igual a 50 Newtons, ou N.
Qual a fórmula para calcular a força resultante?De acordo com a Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica), a força resultante é igual o produto da massa pela aceleração.
Como calcular F1 e F2 em física?Vimos também que o sentido das forças indicam a operação que devemos fazer. Se são forças opostas, devemos subtraí-las. Portanto, no caso do nosso exemplo, temos: Fr = F1 – F2.. F = m1 . a.. 20 = 10 . a.. a = 20 ÷ 10.. a = 2 m/s². Qual é o valor da força resultante que atua em um corpo que se encontra em repouso sobre uma mesa?A primeira lei de Newton, também conhecida como lei da inércia, estabelece que, se a força resultante sobre um corpo for nula (igual a zero), esse corpo estará em repouso ou em movimento retilíneo uniforme.
|