Descreva as forças que atuam no sistema.

Passo 1

Beleza, o enunciado é bem direto: “Descreva as forças que atuam no sistema.” Isso cai em Dinâmica (leis de Newton), e o que a gente precisa é montar um diagrama de corpo livre, ou seja, identificar TODAS as forças externas que “puxam” ou “empurram” o objeto em estudo.

Passo 2

Antes de listar as forças, vale lembrar o que é força: é uma interação que pode alterar o estado de movimento de um corpo. Na prática, a gente desenha um ponto (o corpo) e seta todas as forças atuantes. Esse esquema é o diagrama de corpo livre. Agora sim, vamos às forças mais comuns!

Passo 3

Força peso
É a atração gravitacional da Terra sobre o corpo.
Fórmula:
P = m,g
– onde é a massa do corpo e é a aceleração da gravidade (aprox. ).
Aponta sempre para baixo.

Passo 4

Força normal
É a reação da superfície que impede o corpo de “atravessar” o chão, parede ou plano inclinado.
Representação:
vec N
– perpendicular (normal) à superfície de contato.

Passo 5

Força de atrito
Surgem quando há tendência de deslizamento entre superfícies.
Modelos comuns:
– Atrito estático: impede o início do movimento, até um limite .
– Atrito cinético: atua quando já há deslizamento, vale .
Aqui e são coeficientes de atrito.

Passo 6

Força elástica (se houver mola)
Quando o corpo está preso a uma mola, ela “puxa” ou “empurra” tentando voltar ao comprimento natural.
Lei de Hooke:
Fe = -k,x
é a constante elástica e o deslocamento da posição de equilíbrio.

Passo 7

Força de tensão (se houver corda ou cabo)
Quando o corpo está ligado por um fio, a corda transmite uma força de tração ao longo de sua extensão.
Representamos por , sempre ao longo da corda, puxando o objeto.

Passo 8

Força de arrasto (se o objeto estiver num fluido)
Resistência do ar ou de outro fluido ao movimento do corpo. Modelo simplificado:
Fd = -b,v
é coeficiente de amortecimento e a velocidade relativa do objeto no fluido. A força aponta contra o movimento.

Resposta

As forças que podem atuar no sistema são, dependendo dos elementos presentes:
  1. Peso: (vertical para baixo)
  2. Normal: (perpendicular à superfície)
  3. Atrito estático e/ou cinético: e , com
  4. Elástica: (se houver mola)
  5. Tensão: (se houver corda)
  6. Arrasto: (se estiver num fluido)

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