O que é Força de contato, normal e tangencial? — Física

Definição 1.14 Física universitária — 2.º ano · Capítulo 1 — Mecânica do corpo rígido

A força exercida por um apoio sobre um sólido num ponto de contato $I$ decompõe-se numa reação normal $\vect N$ , perpendicular ao plano tangente comum e dirigida para o sólido ( $N \ge 0$ : um apoio só pode empurrar), e numa componente tangencial $\vect T$ no plano tangente, a força de atrito.

À esquerda: forças sobre um sólido na descida de um plano inclinado — peso em G, reação normal e atrito no ponto de contato. À direita: a aceleração de um disco (k = 1/2) em função da inclinação para f = 0.5: ele rola sem deslizar enquanto 3f, depois desliza e sua aceleração segue g( - f ), sempre abaixo do valor sem atrito g. — À esquerda: forças sobre um sólido na descida de um plano inclinado — peso em $G$ , reação normal e atrito no ponto de contato. À direita: a aceleração de um disco ( $k = \tfrac12$ ) em função da inclinação para $f = 0.5$ : ele rola sem deslizar enquanto $\tan\alpha \le 3f$ , depois desliza e sua aceleração segue $g(\sin\alpha - f\cos\alpha)$ , sempre abaixo do valor sem atrito $g\sin\alpha$ .

Exemplos

Exemplo 1.19 (Por que um carro precisa de atrito para acelerar)

Um carro de tração dianteira: o motor aplica um torque às rodas da frente; a única força horizontal externa sobre o carro é o atrito da estrada nos pneus, e é essa força que acelera o carro. Com todo o peso sobre as rodas motrizes, a aceleração máxima vale $fg \approx 8\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}$ em asfalto seco — e a metade disso se apenas metade do peso repousa sobre o eixo motriz; no gelo, $1\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}$ . O trabalho do motor não é realizado pela estrada (cujo ponto de contato está parado): é trabalho interno, convertido pela transmissão em energia cinética — do mesmo modo que as forças internas dos músculos de quem caminha, e não o chão, fornecem a energia da caminhada.

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