AL 2

Questões – Problema:
Pretende projetar-se:
Uma rampa para fazer deslizar materiais de construção de uma certa altura para o interior de um camião;
Um “escorrega” que permita a uma criança deslizar com facilidade, mas que a force a parar na parte final, antes de sair.
Que materiais poderão ser utilizados na superfície de cada rampa?

Objetivos:
Trabalho realizado pela resultante das forças que atuam sobre um corpo;
Dissipação de energia por efeito das forças de atrito;
Força de atrito e coeficiente de atrito cinético;
Variação de energia mecânica;
Vantagens e desvantagens do atrito.

Questões Pré - Laboratoriais
1. Considere um bloco, inicialmente em repouso. Faz-se deslizar este bloco ao longo de uma calha, com atrito e com uma determinada inclinação.

1.1. Represente num esquema o plano inclinado e as forças aplicadas (faça a legenda).

1.2. O sistema anterior, está sujeito à ação de forças conservativas e forças não conservativas. Identifique-as.
As forças são:
- Peso do bloco (P);
- Reação normal do plano (Rn);
- Força de atrito (Fa).

1.3. Deduza a expressão da variação da energia mecânica em função das forças não conservativas.
O trabalho realizado pela resultante das forças que atuam no centro de massa do bloco (WFr) pode ser avaliado através da variação da energia cinética do centro de massa do sistema:
WFr = ΔEc
No entanto, este sistema está sujeito à ação de forças conservativas (peso do bloco) e forças não conservativas (força de atrito).
Logo:
WF cons + WF não cons = ΔEc
Como o trabalho realizado pelas forças conservativas é simétrico à variação da energia potencial gravítica:
WF cons = - ΔEpgrav.
Então, pode escrever-se:
WF não cons = ΔEc + ΔEpgrav.
Como:
ΔEc + ΔEpgrav. = ΔEm
Obtém-se:
WF não cons = ΔEm

1.4. Qual é a força que é responsável pela variação da energia mecânica? Qual o seu significado?
A força responsável pela variação da energia mecânica é a força de atrito (não conservativa), que indica que há dissipação de energia.

1.5.