Diagrama do corpo livre: como fazê-lo, exemplos, exercício

O diagrama do corpo livre é uma ferramenta fundamental na resolução de problemas de física e engenharia. Ele consiste em representar um corpo isolado das forças que atuam sobre ele, mostrando todas as forças externas que agem no corpo sem considerar as forças internas. Para fazer um diagrama do corpo livre, basta desenhar o corpo em questão e indicar todas as forças externas que atuam sobre ele, como a gravidade, a força normal, a força de atrito, entre outras.

Um exemplo simples de diagrama do corpo livre seria uma caixa em repouso sobre uma superfície plana. Neste caso, as forças a serem representadas seriam a força peso (para baixo) e a força normal (para cima).

Um exercício comum envolvendo o diagrama do corpo livre seria determinar a aceleração de um objeto em um plano inclinado. Neste caso, seria necessário identificar as forças que atuam sobre o objeto, como a força peso, a força normal e a força de atrito, e utilizar as leis da física para calcular a aceleração do objeto. O diagrama do corpo livre é uma ferramenta essencial para visualizar e resolver problemas de física de forma eficiente.

Passo a passo para a montagem do diagrama de corpo livre em 15 palavras.

Para montar um diagrama de corpo livre, identifique as forças atuantes e represente-as com setas.

Desenhe um ponto representando o objeto e desenhe as forças partindo desse ponto.

Lembre-se de incluir a força peso e a normal, se houver, além de outras forças.

Indique a direção e o sentido de cada força, além de rotular cada uma delas.

Use um sistema de coordenadas para facilitar a análise das forças atuantes no objeto.

Verifique se todas as forças estão corretamente representadas no diagrama de corpo livre.

Relembre que a soma vetorial de todas as forças deve ser igual a zero para equilíbrio.

Lembre-se de considerar as forças externas e internas que atuam no objeto em questão.

Revise o diagrama para garantir que todas as forças estejam representadas de forma correta.

Pratique fazendo diversos exemplos de diagramas de corpo livre para aperfeiçoar suas habilidades.

Exercite-se identificando as forças atuantes em diferentes situações para melhor compreensão do conceito.

Utilize o diagrama de corpo livre como ferramenta fundamental na resolução de problemas de física.

Confira se as forças estão corretamente representadas e se a análise está de acordo.

Pratique a montagem de diagramas de corpo livre para desenvolver suas habilidades de resolução de problemas.

Verifique se as forças estão representadas de forma correta e se a análise está precisa.

O que é o diagrama de corpo livre e qual sua importância na física?

O diagrama de corpo livre é uma representação gráfica de um corpo isolado em um sistema físico, no qual são mostradas todas as forças que atuam sobre ele. Essas forças podem ser externas, como a gravidade e a força aplicada por um objeto, ou internas, como a força de reação em uma superfície. O objetivo do diagrama de corpo livre é facilitar a análise das forças que atuam em um corpo, permitindo a resolução de problemas de física de forma mais clara e organizada.

A importância do diagrama de corpo livre na física é fundamental, pois ele ajuda a identificar todas as forças que estão agindo sobre um corpo em um determinado momento. Com isso, é possível determinar a resultante dessas forças e calcular a aceleração, a velocidade ou a posição do corpo em questão. Além disso, o diagrama de corpo livre auxilia na compreensão dos princípios da dinâmica, como a segunda lei de Newton, que relaciona a força resultante com a aceleração de um corpo.

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Para fazer um diagrama de corpo livre, é importante seguir alguns passos simples. Primeiramente, identifique o corpo em questão e todas as forças que atuam sobre ele. Em seguida, desenhe um esboço do corpo, representando as forças como vetores que partem do ponto de aplicação da força. Por fim, nomeie cada força e indique a direção e o sentido de cada uma delas.

Um exemplo prático de diagrama de corpo livre seria o de um bloco em um plano inclinado. Nesse caso, as forças que atuam sobre o bloco seriam a força peso, a normal da superfície e a força de atrito. Ao representar essas forças em um diagrama de corpo livre, seria possível determinar a aceleração do bloco ao longo do plano inclinado.

Para praticar a elaboração de um diagrama de corpo livre, é recomendável resolver exercícios que envolvam diferentes situações físicas, como blocos em movimento, corpos em equilíbrio ou objetos submetidos a diversas forças. Dessa forma, é possível aprimorar a habilidade de identificar e representar corretamente as forças que atuam em um corpo, tornando a resolução de problemas de física mais eficiente e precisa.

Passo a passo para criar um Documento de Controle de Licitações.

Para criar um Documento de Controle de Licitações, é importante seguir alguns passos essenciais. Esse documento é fundamental para organizar e registrar todas as informações relacionadas aos processos de licitação de uma empresa. A seguir, apresentamos um passo a passo para facilitar a elaboração desse documento:

1. Identificação da empresa: Comece o documento inserindo o nome da empresa, CNPJ, endereço e outras informações relevantes para identificação.

2. Objetivo: Descreva de forma clara e objetiva o propósito do documento, explicando sua finalidade e como ele será utilizado pela empresa.

3. Procedimentos de licitação: Detalhe os procedimentos adotados pela empresa para realizar processos de licitação, incluindo as etapas, responsáveis e prazos envolvidos.

4. Documentos necessários: Liste todos os documentos que devem ser reunidos e organizados para cada processo de licitação, como editais, propostas, contratos, entre outros.

5. Controle de prazos: Crie um sistema para controlar os prazos de cada etapa do processo de licitação, garantindo que todas as atividades sejam realizadas dentro do prazo estipulado.

6. Registro de informações: Estabeleça um formato para registrar todas as informações relevantes de cada processo de licitação, como valores, fornecedores, datas e resultados.

7. Revisão e atualização: Periodicamente, revise e atualize o Documento de Controle de Licitações, garantindo que ele esteja sempre alinhado com as práticas e normas da empresa.

Seguindo esses passos, você poderá criar um Documento de Controle de Licitações eficiente e organizado, que facilitará a gestão dos processos de licitação da sua empresa.

A importância do diagrama do corpo livre (DCL) na análise de forças.

O diagrama do corpo livre (DCL) é uma ferramenta fundamental na análise de forças em um sistema físico. Ele consiste em representar um corpo isolado, destacando todas as forças que atuam sobre ele, sem considerar o efeito de outras partes do sistema. Isso permite uma análise mais clara e precisa das forças envolvidas em um determinado problema.

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A importância do DCL na análise de forças está relacionada à simplificação do problema. Ao isolar o corpo e desenhar todas as forças que atuam sobre ele, é possível identificar quais são as forças responsáveis por causar movimento ou equilíbrio. Isso facilita a resolução de problemas de física e engenharia, pois torna mais fácil identificar as forças relevantes e sua direção e magnitude.

Além disso, o DCL ajuda a evitar erros na análise de forças. Ao representar de forma clara todas as forças atuantes em um corpo, é menos provável que ocorram equívocos na determinação das forças envolvidas. Isso garante uma análise mais precisa e confiável, resultando em soluções mais corretas para os problemas propostos.

Portanto, é fundamental dominar a técnica de construção de um DCL para obter resultados precisos e confiáveis em problemas de física e engenharia.

Diagrama do corpo livre: como fazê-lo, exemplos, exercício

Diagrama do corpo livre: como fazê-lo, exemplos, exercício

Um diagrama de corpo livre, diagrama de corpo isolado ou diagrama de força é um diagrama em que as forças que atuam em um corpo são representadas por setas.

Certifique-se de incluir no diagrama todas as forças que atuam no objeto e, como é uma quantidade vetorial, a seta é responsável por apontar sua direção e direção, enquanto o comprimento da seta fornece uma idéia do módulo ou intensidade.

Na Figura 1, temos um exemplo de um diagrama de corpo livre que vamos analisar.

A situação é a seguinte: um semáforo pendurado em cabos (figura 1a). Duas forças atuam sobre ele, uma é a exercida pela Terra, que é o peso. No diagrama está indicado como F g e actua verticalmente para baixo.

A outra força é a tensão na corda vertical, chamada T 3, que segue na direção vertical para cima, segurando o semáforo e impedindo que ele pare no chão.

Quando um problema tem mais de um objeto, é necessário desenhar um diagrama para cada um separadamente.

O nó entre as cordas inclinadas e a que segura o semáforo é considerado um objeto pontual e seu diagrama de corpo livre está na figura 1c. Note-se que para o nó a tensão T 3 é dirigida para baixo.

É importante enfatizar que no diagrama do corpo livre, as forças que o objeto exerce sobre outros corpos não devem aparecer, mas apenas aquelas que atuam sobre ele .

Exemplos de diagrama de corpo livre

O diagrama do corpo livre permite a aplicação das leis de Newton e, com elas, determina o estado do movimento ou o restante do objeto no qual as forças agem. No caso do semáforo mostrado, podemos determinar o valor das tensões nos cabos que sustentam o semáforo, conhecido o peso disso.

Depois que esses dados são conhecidos, são selecionados os cabos adequados para pendurar no semáforo e cumprir sua função sem quebrar.

Diagramas de corpo livre são usados ​​para descrever várias situações cotidianas, como estas:

Uma pessoa puxando um porta-malas ou contêiner

É muito comum que as pessoas tenham que mover objetos pesados, como o contêiner da figura. Para fazer isso, eles devem exercer uma força F no contêiner , que neste exemplo é horizontal e à direita, que é a direção do movimento.

Mas essa não é a única força que atua sobre ela, também existe o n normal , exercido pela superfície plana da plataforma com rodas. E finalmente, há o peso dele: F g , dirigido verticalmente para baixo.

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O normal é uma força que surge sempre que duas superfícies estão em contato e é sempre perpendicular à superfície que a exerce. Nesse caso, a plataforma com rodas exerce uma normal no contêiner.

Um bloco que desliza em um plano inclinado

Algumas mesas têm a mesa levemente inclinada para facilitar a anotação e a leitura. Ele também tem um compartimento para lápis, mas todos já colocamos o lápis na mesa do lado de fora do compartimento e o assistimos deslizar sobre a mesa.

Que forças agem no lápis?

Os mesmos que atuam no bloco mostrado no seguinte diagrama de corpo livre:

O normais F N é a força que a superfície da mesa exerce sobre o lápis ou o bloco de suporte. Ao contrário do exemplo anterior, o normal não é vertical, mas inclinado. Lembre-se de que o normal é a força exercida pela tabela no bloco e é perpendicular a ele. Como a mesa está inclinada, a normal também.

Como sempre, o peso F g é vertical, independentemente da inclinação do sistema.

E finalmente temos uma nova força de atuação, que é o atrito cinético F fr entre a mesa e o lápis ou bloco. O atrito também é uma força de contato, mas, ao contrário do normal, é uma força tangencial (paralela) à superfície. Observe também que ele é sempre direcionado na direção oposta ao movimento.

A máquina de Atwood

A máquina Atwood é uma máquina simples que consiste em uma polia leve e sem atrito no trilho, através da qual uma corda leve e inextensível também passa.

Dois objetos de massas m 1 e m 2 estão pendurados nela . Quando um dos objetos se eleva, o outro desce, como mostra a figura 4a:

Como existem dois objetos, é feito um diagrama de corpo livre para cada um separadamente. Para ambos os objetos, existem apenas duas forças: a tensão na corda T e os respectivos pesos.

Na figura, cada peso é expresso diretamente como o produto da massa por aceleração. Por seu lado, a tensão é sempre direcionada verticalmente ao longo do cabo tensionado.

Exercício resolvido

Aplique as leis de Newton para determinar a aceleração com a qual as massas da máquina Atwood mostradas na seção anterior se movem.

Solução

A segunda lei de Newton afirma que a soma das forças é igual ao produto da massa multiplicado pela aceleração.

A convenção de sinais em cada massa pode ser diferente, portanto, tomaremos como positivo o movimento, conforme indicado no gráfico, a primeira massa sobe e a segunda desce.

Em alguns problemas, a declaração não fornece informações, então os sinais devem ser atribuídos arbitrariamente e, se o resultado da aceleração for negativo, o sistema de massa se moverá na direção oposta à inicialmente assumida.

-Para a massa 1 (aumento):

T – m 1 g = m 1 a

-Para a massa 2 (baixa):

-T + m 2 g = m 2 a

Ambas as equações formam um sistema de equações lineares de duas incógnitas, uma vez que a tensão aparece com um sinal diferente em cada equação, simplesmente as adicionamos termo a termo e a tensão é cancelada:

m 2 g – m 1 g = m 1 a + m 2 a

a = m 2 g – m 1 g / (m 1 + m 2 )

Referências

  1. Bauer, W. 2011. Física para Engenharia e Ciências. Volume 1. Mc Graw Hill.
  2. Giancoli, D. 2006. Física: Princípios com Aplicações. 6 th . Ed Prentice Hall.
  3. Serway, R., Vulle, C. 2011. College Physics. 9 na Ed. Cengage Learning.
  4. Tipler, P. (2006) Física para Ciência e Tecnologia. 5º Ed. Volume 1. Editorial Reverté.
  5. Tippens, P. 2011. Física: Conceitos e Aplicações. 7ª Edição. McGraw Hill

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