Estudos Disciplinares

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É importante ressaltar que, coerentemente com as definições de velocidade angular e aceleração angular de uma linha.A física e a engenharia do transporte sobre rodas são tão antigas que alguém poderia pensar que nada há de novo para ser criado.Entretanto, as pranchas de skate eos patins in-line foram inventados e lançados no mercado e se tornaram um grande sucesso. Um tipo moderno de carrimho de rolimã conhecido como street luge, entrou na moda nos Estados Unidos , e veículos individuais como o segway podem mudar a forma como as pessoas se movimentam nas grandes cidades.As aplicações da física do rolamento ainda podem reservar muitas surpresas e recompensas. Um corpo que não sofre deformações, independentemente de suas forças aplicadas, possui a propriedade que a distância entre quaisquer dois pontos pertencentes a ele permanece constante enquanto se deforma.

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TRANSLAÇÃO SEM ROTAÇÃO

Quando um corpo rígido tem movimento de translação acelerado, mas sem rotação. Todos os pontos deslocam-se com a mesma aceleração, igual à aceleração do centro de massa e igual à soma das forças externas dividida pela massa do corpo. A soma dos torques externos em relação ao centro de massa deverá ser nula. Repare que a soma dos torques unicamente será nula em relação ao centro de massa; em relação a outros pontos já não será necessariamente nula.

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Exemplo

O automóvel do exemplo acelera durante 20 s, com aceleração tangencial constante, desde o repouso até à velocidade de 60 km/h. sabendo que o centro de gravidade está a uma altura de 35 cm por cima do chão, calcule a força de reação normal em cada pneu. Resolução: A força que faz acelerar o automóvel é a força de atrito estático, entre os pneus e a estrada. A figura seguinte mostra o diagrama de forças externas.

R1 representa a soma das duas reações nos dois pneus da frente, e R2 a soma das reações

Normais dos pneus de atrás. A aceleração tangencial do automóvel é no sentido horizonta.

A lei do movimento para a translação conduz às equações: Em relação ao eixo que passa pelo centro de massa, perpendicular à página no desenho, o peso não produz nenhum torque. Os torques de R1 e Fa são no sentido horário e o torque de R2 é no sentido anti-horário. Como o automóvel não tem movimento de rotação, a aceleração angular é nula e a lei do movimento de rotação é:

A resolução do sistema das 3 equações é:

Fa = 765 N R1 = 6583 N R2 = 2417 N

Equação 1 Aceleração tangencial

A reação em cada pneu da frente será 3291 N e em cada pneu de atrás 1209 N.

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Equilíbrio de um corpo rígido

As forças que atuam num corpo rígido podem ser classificadas em dois grupos:

- forças exteriores - representando a ação dos outros corpos sobre o corpo rígido e que condicionam o seu movimento ou repouso; (www.sofisica.com.br/conteudos)

- forças interiores - mantêm unidas as diferentes partículas que constituem o corpo rígido. Se o corpo for composto por várias partes, as forças de ligação são definidas por forças interiores. ( fundamento da mecânica dos sólidos e das estruturas professor:)

Um corpo rígido está em equilíbrio quando o sistema de forças atuantes possa se reduzir a um ponto O. (www.sofisica.com.br/conteudos)

As condições de equilíbrio de um corpo rígido são:

e este não tem movimento de rotação e nem te translação.[pic 2][pic 3]

Por isso está em equilíbrio, pois não possui movimento nenhum.

As condições gráficas de equilíbrio de um corpo rígido:

- O polígono de forças é fechado, coincidem os seus pontos final com o inicial (ΣF=R=0);

O polígono funicular é fechado, com os seus lados extremos coincidentes (ΣM=0). (www.sofisica.com.br/conteudos)

As condições analíticas de equilíbrio de um corpo rígido:

[pic 4]

Figura 1 Equilíbrio 1

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EQUILÍBRIO DE UMA PARTÍCULA

Uma partícula livre está em equilíbrio quando as forças atuantes apresentam resultante igual à zero, logo não acorre alteração em sua velocidade, pois a aceleração será igual a zero ( Fr = M * A Fr = M * 0 Fr = Zero). Pode-se afirmar também que uma partícula está em equilíbrio se ela estiver em repouso em relação a um referencial. O equilíbrio pode ser estático (se ela estiver em repouso) ou dinâmico (se o movimento for retilíneo e uniforme). Observe a condição de equilíbrio (vetorial): ( fundamento da mecânica dos sólidos e das estruturas professor:)[pic 5][pic 6]

=[pic 7][pic 8]

Equação 2 Equilibrio

Onde:

U3 é o momento resultante numa dada direção e sua unidade é o Newton metro. D é a distância do centro de massa do modelo até o eixo do motor. Um aumento na velocidade angular do motor M1 e uma diminuição na velocidade do motor M3 mantendo as demais constantes causará uma arfagem no quadrirrotor, se o ângulo for positivo o quadrirrotor se moverá para frente e se for negativo se moverá para trás. As condições analíticas de equilíbrio podem ser no: ( fundamento da mecânica dos sólidos e das estruturas professor:)

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MOVIMENTOS EM COMBINAÇÃO

Movimento combinado de translação e rotação de um corpo rígido. Uma esfera rolando sob um plano inclinado pode ser entendida, em qualquer instante, como se estivesse girando em torno de um eixo perpendicular que passa pelo ponto P. (www.sofisica.com.br/conteudos) ( fundamento da mecânica dos sólidos e das estruturas professor:)

Figura 2 Combinação de movimento