{"id":2987,"date":"2021-07-14T09:00:00","date_gmt":"2021-07-14T12:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/professorpinguim.com.br\/blog\/?p=2987"},"modified":"2023-08-06T21:17:47","modified_gmt":"2023-08-07T00:17:47","slug":"forca-elastica-e-forca-peso","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/professorpinguim.com.br\/blog\/forca-elastica-e-forca-peso\/","title":{"rendered":"For\u00e7a El\u00e1stica e For\u00e7a Peso"},"content":{"rendered":"\n

Fala, pessoal, tudo bem? Neste post, vamos falar de dois assuntos: for\u00e7a el\u00e1stica e for\u00e7a peso. Vamos ver um pouco da teoria por tr\u00e1s desses dois conceitos e tamb\u00e9m algumas das contas que temos que fazer nas quest\u00f5es de F\u00edsica que cobram esses conte\u00fados. Acompanhe!<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

For\u00e7a peso<\/h2>\n\n\n\n

Peso de um corpo \u00e9 a for\u00e7a gravitacional exercida sobre ele. Em outras palavras, podemos afirmar que peso \u00e9 a mesma coisa que for\u00e7a da gravidade (P = Fg<\/sub>). Importante ter em mente que o peso de um corpo \u00e9 sempre perpendicular ao solo do planeta que o atrai. \u00c9 fundamental lembrarmos disso na hora de desenharmos as for\u00e7as que s\u00e3o exercidas sobre um corpo qualquer.<\/p>\n\n\n\n

Para calcularmos o peso de um corpo, o primeiro passo \u00e9 n\u00e3o confundirmos com o termo que utilizamos no dia a dia, isto \u00e9, na F\u00edsica, peso (que \u00e9 uma for\u00e7a) n\u00e3o \u00e9 a mesma coisa que massa (que \u00e9 a quantidade de mat\u00e9ria que comp\u00f5e o corpo). Por exemplo: se sairmos da Terra e irmos para outro planeta, nossa massa permanecer\u00e1 a mesma; o que mudar\u00e1 \u00e9 nosso peso.<\/p>\n\n\n\n

A f\u00f3rmula que vamos utilizar para calcular o peso \u00e9 a seguinte:<\/p>\n\n\n\n

P = m . g<\/strong><\/p>\n\n\n\n

m: massa, medida em kg<\/p>\n\n\n\n

g: acelera\u00e7\u00e3o da gravidade, medida em m\/s2<\/sup><\/p>\n\n\n\n

Importante: al\u00e9m de medir o peso em newtons, tamb\u00e9m podemos medi-lo em quilograma-for\u00e7a (kgf). Nesse caso, o peso ter\u00e1 o mesmo n\u00famero que a massa. Por exemplo: um corpo de massa igual a 10kg ter\u00e1 peso igual a 10 kgf.<\/p>\n\n\n\n

For\u00e7a el\u00e1stica<\/h2>\n\n\n\n

A for\u00e7a el\u00e1stica \u00e9 aquela que atua, por exemplo, em uma mola. Quando uma mola \u00e9 esticada, isso significa que um operador atuou sobre ela (Fop<\/sub>). Assim, a for\u00e7a el\u00e1stica vai depender da elonga\u00e7\u00e3o que a mola sofreu a partir dessa atua\u00e7\u00e3o (\u0394x) Como podemos ver na figura abaixo, a for\u00e7a el\u00e1stica aparece no sentido contr\u00e1rio \u00e0 for\u00e7a do operador:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Vale notar que as molas n\u00e3o s\u00e3o todas iguais, e obedecem \u00e0 chamada Lei de Hooke, que nos traz a seguinte f\u00f3rmula:<\/p>\n\n\n\n

F<\/strong>el<\/sub><\/strong> = k . \u0394x<\/strong><\/p>\n\n\n\n

k: constante el\u00e1stica da mola, medida em N\/m (ou seja, demonstra a for\u00e7a necess\u00e1ria para along\u00e1-la em um metro)<\/p>\n\n\n\n

\u0394x: elonga\u00e7\u00e3o da mola, medida em metros (m)<\/p>\n\n\n\n

Quando falamos de for\u00e7a el\u00e1stica, \u00e9 comum nos depararmos com um gr\u00e1fico, que traz a rela\u00e7\u00e3o entre a for\u00e7a el\u00e1stica (Fel<\/sub>) e a elonga\u00e7\u00e3o da mola (\u0394x). Note que a f\u00f3rmula nos mostra que se trata de uma equa\u00e7\u00e3o de primeiro grau, ou seja, teremos uma reta. E mais: as duas grandezas s\u00e3o diretamente proporcionais; se uma dobrar de valor, o mesmo acontecer\u00e1 com a outra. Veja:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Repare que, como temos essas duas grandezas em m\u00e3os, n\u00f3s podemos calcular a constante el\u00e1stica da mola. Para isso, basta invertermos a f\u00f3rmula:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure>\n\n\n\n

Veja em nosso exemplo no gr\u00e1fico que usar essa f\u00f3rmula corresponde a pegarmos a tangente do \u00e2ngulo que se formou entre o eixo x e a reta. Isso porque j\u00e1 temos o cateto oposto (Fel<\/sub>) e o cateto adjacente (\u0394x). Portanto, podemos afirmar que a constante el\u00e1stica da mola \u00e9 igual \u00e0 tangente do \u00e2ngulo da mola: k = tg\u03b8.<\/p>\n\n\n\n

Balan\u00e7a e dinam\u00f4metro<\/h2>\n\n\n\n

Ao contr\u00e1rio do que voc\u00ea possa estar pensando, as balan\u00e7as n\u00e3o medem nem o peso nem a massa do que colocamos sobre ela, e sim a for\u00e7a que \u00e9 recebida por ela. Assim, quando a balan\u00e7a est\u00e1 parada e colocamos um corpo sobre ela, a balan\u00e7a troca com o corpo uma for\u00e7a normal (N), pois ele j\u00e1 exerce um peso (P) orientado para baixo. Portanto, o que a balan\u00e7a mostra \u00e9 a for\u00e7a normal, e n\u00e3o o peso.<\/p>\n\n\n\n

Quando o sistema est\u00e1 em equil\u00edbrio e for\u00e7a normal \u00e9 igual ao peso (o que nem sempre acontece!), a balan\u00e7a faz uma divis\u00e3o por 10 (mais precisamente 9,8) para indicar a massa do corpo. Por exemplo: se uma balan\u00e7a mede N = 2 N, isso significa, nesse sistema equilibrado, que o P = 2 N. Portanto, na Terra, m = 0,2 kg ou 200 g.<\/p>\n\n\n\n

J\u00e1 no dinam\u00f4metro temos uma situa\u00e7\u00e3o um pouco diferente, pois ele utiliza molas. Assim como a balan\u00e7a, ele n\u00e3o mede nem o peso e nem a massa do corpo, mas a for\u00e7a el\u00e1stica Veja a imagem:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Repare que, ao pendurar um objeto na mola do aparelho, temos uma elonga\u00e7\u00e3o (\u0394x). Quando esse sistema estiver em equil\u00edbrio, portanto, a for\u00e7a el\u00e1stica (Fel<\/sub>) ser\u00e1 igual ao peso do corpo (P). Exemplo: se Fel<\/sub> = 30 N, isso significa que P = 30 N, ent\u00e3o m = 3 kg.<\/p>\n\n\n\n

Exerc\u00edcio de for\u00e7a el\u00e1stica<\/h2>\n\n\n\n

1 <\/strong>– O sistema da figura \u00e9 formado por um bloco de 80 kg e duas molas de massas desprez\u00edveis associadas em paralelo, de mesma constante el\u00e1stica. A for\u00e7a horizontal F mant\u00e9m o corpo em equil\u00edbrio est\u00e1tico, a deforma\u00e7\u00e3o el\u00e1stica do sistema de molas \u00e9 20 cm e a acelera\u00e7\u00e3o da gravidade local tem m\u00f3dulo 10 m\/s2<\/sup>. Ent\u00e3o, \u00e9 correto afirmar que a constante el\u00e1stica de cada mola vale, em N\/cm:<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/figure><\/div>\n\n\n\n

a) 10<\/p>\n\n\n\n

b) 20<\/p>\n\n\n\n

c) 40<\/p>\n\n\n\n

d) 60<\/p>\n\n\n\n

e) 80<\/p>\n\n\n\n

RESOLU\u00c7\u00c3O<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n

O enunciado nos diz que o sistema est\u00e1 em equil\u00edbrio. Isso significa que a for\u00e7a resultante deve ser nula (FR<\/sub> = 0). Portanto, o peso (P) do corpo tem que ser cancelado por duas for\u00e7as el\u00e1sticas, j\u00e1 que temos duas molas. Como as molas s\u00e3o iguai, temos que:<\/p>\n\n\n\n

Fel<\/sub> + Fel<\/sub> = P<\/p>\n\n\n\n

2 . k . \u0394x = m . g<\/p>\n\n\n\n

2 . k . 0, 2 = 80 . 10<\/p>\n\n\n\n

k = 2000 N\/m<\/p>\n\n\n\n

k = 20 N\/cm<\/p>\n\n\n\n

RESPOSTA: B<\/strong><\/p>\n\n\n\n


\n\n\n\n

Espero que voc\u00ea tenha entendido um pouco melhor sobre peso e for\u00e7a el\u00e1stica. E se quiser ajuda para melhorar seu n\u00edvel de F\u00edsica em outras mat\u00e9rias, entre em contato comigo e escolha o curso de F\u00edsica mais adequado para voc\u00ea<\/a>!<\/p>\n\n\n\n

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Vamos ver um pouco da teoria por tr\u00e1s de for\u00e7a el\u00e1stica e de for\u00e7a peso e tamb\u00e9m algumas das contas que temos que fazer nas quest\u00f5es de F\u00edsica que cobram esses conte\u00fados. 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