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Física Aula 05 - Mecânica. Prof.: Célio Normando. Assunto: Vetores. - Cálculo do módulo da resultante para dois vetores Cálculo do módulo da resultante para n vetores Produto de vetores. . . F 2. F 1.
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Física Aula 05 - Mecânica Prof.: Célio Normando
Assunto: Vetores - Cálculo do módulo da resultante para dois vetores Cálculo do módulo da resultante para n vetores Produto de vetores
F2 F1 Sejam dois vetores e que formam um ângulo entre si, dispostos como mostra a figura seguinte: A expressão é verdadeira ou falsa? R = F1 + F2 R = F1 + F2 E agora esta certo? R F2 F1 Cálculo do módulo da resultante para dois vetores VERDADEIRA. Não, pois o módulo da soma (R) não é igual a soma dos módulos dos vetores (F1 + F2).
Prolongando-se a direção de e tirando-se uma perpendicular de até esta direção, obtêm-se os triângulos OAC e ABC. AC = F1 sen No ABC BC = F1 cos No OAC OA2 = OC2 + AC2 F2 R R2 = F2. sen2 + F2 + 2F1F2 . cos + F2.cos2 1 2 1 R F2 R2 = F2 (sen2 +cos2) + F2 + 2F1 . F2 cos 1 2 R = F2 + F2 + 2F1F2 .cos R2 = F2 + F2 + 2F1 F2 .cos 1 2 1 2 F1 Cálculo do módulo da resultante para dois vetores A R2 = (F1. sen ) 2 + (F2+ F1 . cos )2 o C B
F2 F1 1º Caso: e na mesma direção e no mesmo sentido. F2 F2 F1 F1 Substituindo o valor do cos na equaçãotem-se: R R = F2 + F2 + 2F1F2 R= (F1 + F2) 2 1 2 R = F2 + F2 + 2F1F2 .cos 1 2 R = F1 + F2 Casos particulares Processo Analítico = 0 cos = 1 Processo Geométrico
F2 F1 2º Caso: e ortogonais F1 F2 R R = F2 + F2 2 1 Casos particulares Processo Geométrico Processo Analítico = 90º cos = 0Substituindo o valor do cos na equação geral:
F2 F1 3º Caso: e na mesma direção mas no sentidocontrário. -1 = 180º cos = F1 F1 F2 F2 Substituindo o valor do cos na equaçãotem-se: R R = F2 + F2 - 2F1F2 R= (F1 - F2) 2 1 2 R = F2 + F2 + 2F1F2 .cos 1 2 R = | F1 - F2| R = F2 – F1 Casos particulares Processo Analítico Processo Geométrico ou
F2 F3 F4 F1 Y X Cálculo do módulo da resultante para n vetores O processo anterior torna-se bastante complexo quando se têm mais de dois vetores. Para a solução de um sistema de n vetores o processo mais adequado é o PROCESSO DA DECOMPOSIÇÃO EM COMPONENTES ORTOGONAIS. Para fins didáticos o sistema é constituído de apenas quatro vetores como mostra a figura seguinte.
Y F1 F4y F2x F1y F1x F3y F3x F4x F4 F2y F3 F2 X Cálculo do módulo da resultante para n vetores O processo da decomposição em componentes ortogonais consiste em: 1o)Decompor todos os vetores segundo os eixos ortogonais XY. F1X = F1.cos F2X = F2.cos F1Y = F1.sen F2Y = F2 . sen F3X = F3.cos F4X = F4.cos F3Y = F3.sen F4Y = F4.sen
Y F2x F1y F4y F2y F3y F4x F1x F3x X R = (Fx)2 + ( Fy)2 Cálculo do módulo da resultante para n vetores 2º) Encontrar a resultante dos vetores nos eixos X e Y 3º) De posse dos FX e FY pode se calcular o módulo da resultante para o caso de dois vetores ortogonais pela expressão: Fx=F1 . cos + F4 .cos - F2 . cos - F3 . cos Fy=F1 . sen + F 2 . sen - F3 . sen - F4 . sen
Produto de vetores Oproduto de vetoresdifere do produto de escalares, pois existem dois casos: O produto de dois vetores obtendo-se como resultado um escalar. O produto de dois vetores obtendo-se como resultado um vetor.
Imagine dois vetores e que formam entre si um ângulo (). O produto escalardo vetor pelo vetor , cuja notação é (que se lê A escalar B), é definido: B B B A A . A . A . F . A A . A é uma grandeza escalar. B B . cos d B W = W = F . d . cos B = Produto escalar de dois vetores A grandeza trabalho (W)é obtida do produto escalar da força pelo deslocamento. Por essa razão o trabalho é escalar.
Dados os vetorese coplanares que formam entre si um ângulo , o produto vetorial de por , cuja notação é x (que se lê A vetor B), é um vetor cujas características são: B B B B B A A A . A A F x C C = B . sen d Perpendicular ao plano formadopelos vetores e A C M = M = F . d . sen Produto vetorial de dois vetores Módulo Direção A grandeza Momento estático é vetorial pois obtida do produto vetorial de dois vetores. Sentido Será determinado pela regra da mão esquerda.
Agora procure resolver as Atividades para Sala e Atividades Propostas. As soluções estão disponíveis no Click Professor.