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Diagrama de Corpo Livre

Nesse post, você verá como construir um diagrama de corpo livre e aprenderá um passo importante para resolver os exercícios de dinâmica. Para ter uma noção da importância de tal diagrama, saiba que o simples fato de alocar uma força na posição errada já é o suficiente para você errar a resposta da questão e jogar fora um tempo precioso de prova.

Pré requisitos:Leis de Newton” e “Forças Fundamentais da Dinâmica

Observação: O presente resumo é um detalhamento do “Roteiro para a resolução dos exercícios de dinâmica

1. O que é o diagrama de corpo livre?

Diagrama de corpo livre (d.c.l.) é o desenho esquemático de todas as forças que atuam em um corpo quando este é isolado do sistema ao qual pertence.

2. Como fazer um diagrama de corpo livre:

1º passo: redesenhe o corpo de modo que ele fique isolado dos demais corpos;

2° passo: desenhe as forças visivelmente apresentadas no problema;

3° passo: verifique a existência de cada uma das cinco forças fundamentais da dinâmica (no tópico a seguir é apresentado uma dica de como realizar esse passo).

3. Como fazer a verificação das 5 forças fundamentais?

Para verificar as cinco forças fundamentais da dinâmica, faça a si próprio as seguintes perguntas:

I) O corpo em análise possui massa e está em um local que possui aceleração da gravidade?

Se a sua resposta for sim, então desenhe a força peso (P).

II) O corpo em análise está em contato com outro corpo?

Se a sua resposta for sim, então certamente haverá força normal (N) para desenhar em cada ponto que haja contato.

III) O corpo em análise está em contato com outro corpo e o enunciado da questão não disse que o atrito é desprezível?

Se a sua resposta for sim, então desenhe a força de atrito (Fat) nos contatos em que o atrito não é desprezível.

IV) Existe alguma corda esticada ou alguma barra puxando o corpo em análise?

Se a sua resposta for sim, então desenhe a força de tração (T) no ponto tracionado.

V) Existe algum elástico esticado ou alguma mola deformada que esteja atuando no corpo em análise?

Se a sua resposta for sim, então desenhe a força elástica (Fel) na superfície que esteja em contato com a mola.

4. Exemplos de diagramas de corpo livre:

Observação: Em todos os exemplos apresentados a seguir, os atritos entre os corpos foram considerados desprezíveis.

a) Blocos em contato ou puxados por corda:

Sistemas de blocos encostados

Sistemas de blocos encostados

Sistema de blocos puxados por corda

Sistema de blocos puxados por corda

b) Bloco em queda e polia fixa:

Bloco em queda e polia fixa

Bloco em queda e polia fixa

A polia fixa tem a função de alterar a direção e o sentido da força de tração sem alterar a intensidade.

c) Polia móvel:

Polia Móvel

Polia Móvel

A polia móvel tem a função de redistribuir as forças de tração. Em geral, uma associação de polias móveis pode ser utilizada para reduzir uma força aplicada em uma extremidade, pois a corda presa no centro da polia móvel possui o dobro da tração da corda que passa pela própria polia.

Observação: O procedimento acima só pode ser realizado quando a massa da polia for considerada desprezível.

d) Bloco em plano inclinado:

Bloco em plano inclinado

Bloco em plano inclinado

Ao realizar o segundo passo do “Roteiro para a resolução dos exercícios de dinâmica”, no caso dos blocos que estão nos planos inclinados, é mais fácil realizar a decomposição das forças em uma direção paralela ao plano inclinado e em uma direção perpendicular ao plano inclinado. A figura a seguir mostra tal situação:

Bloco em plano inclinado com forças já decompostas

Bloco em plano inclinado com forças já decompostas

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Professor de Física desde 2008, quando ainda cursava Engenharia Civil na Escola Politécnica da USP, vindo a graduar neste curso em 2013 e posteriormente fazer licenciatura em Física. Lecionou em renomados cursinhos de São Paulo e de São José dos Campos, sendo responsável por várias aprovações em cursos concorridos no Brasil. Ao longo dos 10 anos de carreira passou a acompanhar as mudanças nos vestibulares das estaduais paulistas (Fuvest, Unicamp, Unesp, Famema e Famerp) e no ENEM sendo grande conhecedor de tais concursos. Atualmente é professor de física em todos os anos do Ensino Médio e professor do Kuadro.

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