Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

,nações) de objetos sub1netidos a forças. A cleforn1ação (variação
relativa do co1nprin1ento) está linearn1ente relacionada à tensão
(força por unidade de área) através de u1n n1ódulo apropriado, de
acordo co1n a relação geral
tensão = 1nódulo X deformação. (12-22)
Tração e Compressão Quando um objeto está sob tração ou
compressão, a Eq. 12-22 é escrita na forma
F 6.L
-=E-­
A L'
(12-23)
onde WL é a deformaçJo de alongamento ou compressão do objeto,
Fé o módulo da força F_ responsável pela deformação, A é a área de
seção reta à qual a força Fé aplicada (perpendicularmente aA, como na
Fig. 12-1 Oa) e E é o módulo de Y oung do objeto. A tensão é FIA.
Cisalhamento Quando um objeto está sob tensão de cisalhamento,
a Eq. 12-22 é escrita como
EQUILfBRIO E ELASTICIDADE
,.· A,
- (i Í, •
/\
15
(12-24)
onde t1xlL é a defor1nação de cisalhamento do objeto, tu é o deslo_:
ca1nento de u1na das extremidades do objeto na direção da força F
aplicada (co1no na Fig. 12-10/J) e G é o módulo de cisalhamento
do objeto. A tensão é FIA.
Tensão Hidrostática Quando um objeto é submetido a uma
co,npressão hidrostática devido à tensão exercida pelo fluido no
qual está submerso, a Eq. 12-22 é escrita na forma
ó.V
P = 8 V.
(12-25)
onde pé a pressão (tensão hidrostática) que o fluido e~er:e sobr~ o
objeto, 11 VIV (a deformação) é o valor absoluto da vanaçao relativa
do volume do objeto produzida por essa pressão e B é o módulo de
elasticidade volumétrico do objeto.
1
i
1 l i PERGUNTAS
1 A Fig. 12-14 mostra três situações nas quais a mesma barra
horizontal está presa a uma parede por uma dobradiça em uma das
extre1nidades e por uma corda na outra. Sem realizar cálculos numéricos,
ordene as situações de acordo com o módulo (a) da força
que a corda exerce sobre a barra, (b) da força vertical que a dobradiça
exerce sobre a barra e (c) da força horizontal que a dobradiça
exerce sobre a barra, começando pela maior.
(1)
1
50° 1
1
(2)
Figura 12-14 Pergunta 1.
2 Na Fig. 12-15, uma trave rígida está presa a dois postes fixos em
um piso. Um cofre pequeno, mas pesado, é colocado nas seis posições
indicadas, uma de cada vez. Suponha que a massa da trave é
desprezível em comparação com a do cofre. (a) Ordene as posições
de acordo com a força exercida pelo cofre sobre o poste A, começando
pela 1naior tensão compressiva e tenninando com a maior tensã~
trativa; indique e1n qual das posições (se houver alguma).ª força e
nula. (b) Ordene as posições de acordo com a força exercida sobre
o poste B.
-1
•
(3)
2 :3 ·l 5 fi
e o centro. As forças giram com os discos e, nos "instantâneos" da
Fig. 12-16, apontam para a esquerda ou para a direita. Quais são os
discos que estão em equilíbrio?
2F
F F F F
3F
2F 2F
F <>-
F F 2F
(a) (b) (e) (d)
Figura 12-16 Pergunta 3.
4 Uma escada está apoiada em uma parede sem atrito mas não
cai por causa do atrito com o chão. A base da escada é deslocada
em direção à parede. Determine se a grandeza a seguir aumenta,
diminui ou permanece a mesma (em módulo): (a) a força normal
sobre a escada exercida pelo chão; (b) a força exercida pela parede
sobre a escada; (c) a força de atrito estático exercida pelo
chão sobre a escada; (d) o valor máximo /,,má, da força de atrito
estático.
5 A Fig. 12-17 mostra um móbile de pinguins de brinquedo pendurado
em u1n teto. As barras transversais são horizontais, têm massa
desprezível e o comprimento à direita do fio de sustentação é três
vezes maior que o comprimento à esquerda do fio. O pinguim 1 tem
1nassa 1n 1
= 48 kg. Quais são as massas (a) do pingui1n 2, (b) do
pinguim 3 e (c) do pingui1n 4?
!
Figura 12-15 Pergunta 2.
t\ IJ
, A Fig. l 2-16 rnostra quatro vistas superiores de discos ho1nogêneos
co1n u1n ,novilnento de rotação que estão deslizando e1n u1n
piso sen1 atrito. Três força~. de n1ódulo F. '2F ou ~F. agen1 sobre
cada disco, na borda. no centro. ou no ponto médio entre a borda Figura 12-17 Pergunta 5.