Física Básica II

Prof. Jaime Urban

Programa da Disciplina

• Equilíbrio estático e elasticidade.• Gravitação universal• Fluidos em repouso e em movimento• Oscilações, movimento ondulatório e ondas

estacionárias.• Termodinâmica: temperatura; teoria cinética

dos gases; leis da Termodinâmica.

Física Básica II

• Referências:• Paul A. Tipler, Física. Vol.2,. (LTC).• D. Haliday, R. Resnick, J. Walker, Fundamentos de

Física, vol. 2, (LTC).• H. M. Nussensveig, Curso de Física Básica, vol.2,

(Edgard Blücher).

• Avaliação: provas escritas (3) , valendo 8 pontos cada; trabalhos para apresentação oral: 2 pontos.

Aula 1: Equilíbrio e Elasticidade

Condições de Equilíbrio

• Força resultante nula

• Torque (ou momento) resultante nulo

𝐹𝑖ሬሬԦ= 0

𝜏𝑖ሬሬԦ= 0

Torque de uma força em torno de um ponto

𝜏Ԧ= 𝑟Ԧ× 𝐹Ԧ

P

m

𝐹Ԧ

𝐹⊥

𝑟Ԧ 𝜏= 𝑟𝐹⊥ = 𝑟⊥𝐹

Exercícios1) Uma biblioteca está usando uma escada nova que permite

alcançar livros acima de 1,83 metros (6 pés na figura abaixo). A força normal nas paredes não pode exceder 900 N ou a escada irá danificar a parede ou os livros. Qual o peso máximo, W, permitido na escada? Ignore o peso da escada, assuma que o atrito entre a escada e a parede é nulo e que o atrito entre a escada e o piso é suficiente para que a escada não deslize.

Exercícios

Exercícios2) Duas crianças, cujos pesos estão indicados em

newtons, se equilibram em um balanço. Determine o valor da força vertical n e a posição x da segunda criança

Respostas: n = 890 N, x = 2.14 m

Exercícios

3) Móbile de 4 ornamentos e 3 varas.As distâncias (em cm) estão indicados na figura, e a massa de um dos ornamentos é conhecida. Determine as massas dos ornamentos A, B e C de modo que o móbile fique em equilíbrio.

Resposta: mA = 10 g, mB = 50 g, mC = 26.7 g

Centro de Gravidade

A figura mostra um corpo dividido em diversas partes. O peso de cada parte é wi e o peso total do corpo é W = Σ wi Podemos imaginar este peso total concentrado num único ponto, de modo que se o corpo fosse apoiado no ponto estaria em equilíbrio estático. Este ponto, pelo qual passa a resultante das forças exercidas pela gravidade sobre todas as partículas do corpo é o centro de gravidade ou baricentro.

Em um sólido regular e homogêneo, o baricentro coincide com o centro geométrico do objeto.

Centro de Gravidade

Um corpo está em equilíbrio estávelquando, forçado a deslocar-se de suaposição, retorna naturalmente a ela.Esse tipo de equilíbrio ocorrerá enquanto avertical que passa por seu baricentro cairdentro da superfície de apoio desse corpo.Quanto menor for essa superfície (caso docorpo humano, em que a planta dos pés épequena em relação à altura), maior oesforço necessário para mantê-lo emEquilíbrio.