Forças de Atrito

As forças de atrito surgem sempre entre duas superfícies de contato, quando uma se move ou tenta mover-se em relação à outra. São forças que contrariam o movimento.

Chama-se força de atrito estático à força que é necessário vencer para pôr um corpo em movimento.

Chama-se força de atrito cinético à força que é necessário vencer durante o movimento de um corpo. Pode ser de escorregamento e de rolamento.

Atrito:

- estático
- cinético: de escorregamento; de rolamento



A intensidade das forças de atrito depende:

- da natureza e rugosidade das superfícies de contato;
- do peso do corpo que se move.



É importante minimizar o atrito para facilitar o movimento.



O atrito é indispensável para que haja movimento e para o tornar seguro.

Par Ação-Reação e a Colisão de Veículos

As forças que constituem um par ação-reação descrevem a interação entre dois corpos e têm:

- a mesma direção;
- a mesma intensidade;
- sentidos opostos;
- pontos de aplicação diferentes: a ação atua num dos corpos e a reação atua no outro.


Lei da Ação-Reação

Quando dois corpos estão em interação, à ação de um corpo sobre outro corresponde sempre uma reação igual e oposta que o segundo corpo exerce sobre o primeiro.

Durante a colisão de um veículo com um obstáculo, a força que atua no veículo é responsável pela variação da sua velocidade até parar. A intensidade da força de colisão Fcolisão é tanto maior quanto:

- maior for a massa do veículo;

- maior for a velocidade do veículo no momento da colisão;

- menor for o tempo da colisão.

A Resultante das Forças e o Estado de Repouso ou de Movimento de um Corpo

Quando um corpo está sujeito a um conjunto de forças cuja resultante é nula, a sua velocidade não se altera; o corpo pode estar:
- em repouso;
- com movimento retilíneo uniforme.


Lei da Inércia

Qualquer corpo permanece em repouso ou em movimento retilínio uniforme se o conjunto de forças que nele atuam tem resultante nula.



Um corpo sujeito a um conjunto de forças de resultante não nula tem movimento com velocidade variável, ou seja, tem aceleração.


A força resultante aplicada num corpo e a sua aceleração têm a mesma direção e o mesmo sentido.


Os valores da força resultante e da aceleração são diretamente proporcionais e relacionam-se pela expressão:

Fr = m x a



Lei Fundamental da Dinâmica

A força resultante do conjunto das forças que atuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direção e o mesmo sentido da força resultante, que é tanto maior quanto maior for a intensidade da força resulante.



O valor do peso e a massa de um corpo relacionam-se através da expressão:

P = m x g

Resultante de Forças

A intensidade da força resultante Fr calcula-se de modos diferentes:


- quando as forças têm a mesma direção e o mesmo sentido,
Fr = soma das intensidades das forças.

- quando as forças têm a mesma direção mas sentidos opostos,

Fr = diferença das intensidades das forças.

- quando as forças têm direções perpendiculares entre si,

Fr calcula-se aplicando o teorema de Pitágoras.

Forças

As forças descrevem a interação entre corpos. Uma interação pode provocar:

- alteração do estado de repouso ou de movimento dos corpos;
- deformação dos corpos.

• Para caracterizar uma força não basta conhecer o seu valor ou intensidade. São necessários mais três elementos: direção, sentido e ponto de aplicação. É por isso que as forças se representam por vetores.

Uma força simboliza-se por:

E o seu valor ou intensidade por:


  F


A unidade SI de intensidade das forças é o newton, N.

• As forças atuam sempre aos pares: uma das forças atua num dos corpos e a outra atua no outro corpo, quando os dois interatuam.

A interação entre dois corpos pode ocorrer por contato, como acontece quando um jogador chuta a bola, ou à distância, como acontece entre dois ímanes.

A Aceleração dos Movimentos

O que é a aceleração

Sempre que um corpo está em movimento, a sua posição varia, sendo possível falar na velocidade com que o movimento se realiza.
Nos movimentos em que a velocidade varia, é possível falar também de aceleração.
A aceleração é a grandeza que nos indica como varia a velocidade à medida que o tempo decorre.


Quando a trajetória é retilínea...

...se o movimento é acelerado, o valor da velocidade aumenta e a aceleração mede o aumento do valor da velocidade em cada segundo.

...se o movimento é retardado, o valor da velocidade diminui e a aceleração mede a diminuição do valor da velocidade em cada segundo.

...se o movimento é uniforme, o valor da velocidade é constante e a aceleração é nula - não existe aceleração.

Cálculo da aceleração:

A unidade SI de aceleração média é o metro por segundo ao quadrado, m/s2.



Se o movimento é acelerado, a aceleração média tem o sentido do movimento e valor positivo.

Se o movimento é retardado, a aceleração média tem sentido oposto ao movimento e valor negativo.

No movimento uniformemente acelerado ou retardado, a aceleração é constante e o seu valor é, em qualquer instante, igual ao da aceleração média:

No movimento retilíneo uniformemente acelerado, a aceleração é constante, tendo a mesma direção e o mesmo sentido do movimento.

No movimento retilíneo uniformemente retardado, a aceleração é constante, tendo a mesma direção, mas sentido contrário ao movimento.

No movimento retilíneo uniforme, não há aceleração.

Velocidade e Distância de Segurança

O tempo que um condutor demora a atuar, quando se apercebe de um obstáculo, chama-se tempo de reação e depende do condutor.

A distância percorrida pelo veículo durante o tempo de reação chama-se distância de reação.

Logo que o condutor reage, trava, pelo que a velocidade do veículo diminui até se anular quando pára. O tempo necessário para o veículo parar chama-se tempo de travagem.

Durante o tempo de travagem, o veículo percorre com movimento retardado uma distância que se chama distância de travagem.

A soma das distâncias de reação e de travagem chama-se distância de segurança rodoviária.

A distância de segurança pode calcular-se a partir de gráficos velocidade-tempo.