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Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre)

MensagemEnviado: 12 Ago 2016 08:44
por KrafT
Bom dias,

Estou tentando calcular a força necessária para interceptar a queda de uma massa de 2 kg, desprezando o atrito.

Cheguei à velocidade de 4,42 m/s no instante do impacto, o que dá mais ou menos 16 km/h.
Se eu dispuser de 5 cm de deslocamento para frear totalmente a queda, o objeto que está com uns 20 J para dissipar, terá uma força de 392 N, o que dá uns 40 kg.

Ou seja, meu recurso para parar a queda, tendo só 5 cm para deformar, deve suportar 40 kg antes da ruptura.

Procede?

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 12 Ago 2016 09:12
por brasilma
Meu cálculo; por favor não considere como correto, apenas analise o que fiz, ok?

Utilizei a equação do movimento uniformemente variado (S = S0 + ((V^2-V^20)/2a)) para calcular a distancia que produziu a velocidade que mencionou 4,42 m/s (utilizei 9,8 m/s^2 para a aceleração da gravidade) e cheguei a uma altura de S = 0.99676 m. O WebCalc http://www.webcalc.com.br/ faz o calculo de forma automática.

Utilizei então F = M g H (M = massa, g = acel grav, H = altura) obtendo uma força de 19,54 N.

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 12 Ago 2016 09:57
por andre_teprom
KrafT escreveu:Ou seja, meu recurso para parar a queda, tendo só 5 cm para deformar, deve suportar 40 kg antes da ruptura.

Procede?


Matematicamente não conferi seu cálculo, mas sei que deve-se considerar na prática a característica "plástica" e "elástica" do objeto ( ou seja, o amortecedor vs. a mola ). Se for para fazer o objeto quicar, deve-se calcular o dobro da energia de impacto que seria necessária para apenas absorver, deformando.

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 12 Ago 2016 11:47
por KrafT
brasilma escreveu:Meu cálculo; por favor não considere como correto, apenas analise o que fiz, ok?

Utilizei a equação do movimento uniformemente variado (S = S0 + ((V^2-V^20)/2a)) para calcular a distancia que produziu a velocidade que mencionou 4,42 m/s (utilizei 9,8 m/s^2 para a aceleração da gravidade) e cheguei a uma altura de S = 0.99676 m. O WebCalc http://www.webcalc.com.br/ faz o calculo de forma automática.

Utilizei então F = M g H (M = massa, g = acel grav, H = altura) obtendo uma força de 19,54 N.


Pelo que entendi, fizesse o cálculo inverso ao meu e chegasse aos meus dados originais. Sem sim, isso confirma que meus cálculos procedem. 8)

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 12 Ago 2016 21:50
por KrafT
Bom, ensaiei a situação e os resultados indicam que a força exercida sobre o corpo no momento do impacto é muito maior ao calculado. Brincadeira muito interessante... De volta à prancheta.

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 13 Ago 2016 10:24
por eletroinf
Aqui tem uma calculadora pra isso.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/flobj.html

Kraft, parece que seus cálculos iniciais estão corretos, considerando que a altura seja 1m.

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 13 Ago 2016 10:42
por brasilma
KrafT escreveu:Bom, ensaiei a situação e os resultados indicam que a força exercida sobre o corpo no momento do impacto é muito maior ao calculado. Brincadeira muito interessante... De volta à prancheta.


Talvez neste sentido a colocação do Andre seja o caminho...

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 13 Ago 2016 10:43
por eletroinf
Na outra página (link no final da que enviei antes) tem o cálculo da energia:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... html#c1%22

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 13 Ago 2016 22:22
por KrafT
Poisé...

O que imaginava resolver com física básica acaba me levando ao Ogata, para controlar o inversão do momento que causa o "quicar" do objeto. Mas não é para tanto... Como o faria o Faraday *, vamos pelos ensaios, mantendo um olho na teoria.


* Referencio apenas o método experimentalista, não sua genialidade e mérito incomparáveis.

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 14 Ago 2016 17:29
por brasilma
Justamente, analisando a história, percebemos que muitas aplicações foram "resolvidas" na prática pelo método da tentativa e erro, e depois analisando os dados escreveu-se a equação!!!

(Tudo a ver com minha frase de assinatura, rsrsrs :-) )

Re: Dúvida elementar de física básica (Objeto em queda livre

MensagemEnviado: 15 Ago 2016 08:52
por tcpipchip
Talvez o Yenka.com te ajude

http://www.yenka.com/content/item.action?quick=21q

Nos utilizamos na Universidade para ensinar eletrônica básica...