Planejativo

Máquinas simples (polias)

Ordem de grandeza

Vetores

Leis de Newton

Força elástica

Estática de um ponto material

Estática de um corpo extenso e Centro de massa

Dinâmica do movimento circular

Trabalho

Energia mecânica, potência e rendimento

Impulso e quantidade de movimento

Colisões

Movimento Harmônico Simples (MHS): Cinemática do MHS

Movimento harmônico simples (MHS): Sistema massa-mola e Pêndulo simples

Leis de Kepler

Lei da Gravitação Universal

Velocidade orbital e Velocidade de escape

Densidade, pressão e Teorema de Stevin

Experiência de Torricelli, Teorema de Pascal, Prensa hidráulica

Princípio de Arquimedes

Movimento uniforme

Movimento variado

Lançamento vertical e Queda livre

Lançamento horizontal

Movimento circular

Sistemas de unidades

Movimento harmônico simples (MHS): Movimentos periódicos

Lançamento oblíquo

Força de atrito

Alguns pontos-chave dessa matéria para o ENEM que devem ser levados em conta ao estudarmos são:

A força de tensão ou tração é a força que é aplicada em um cabo, fio ou corda, permitindo puxar objetos a distância ou suportar peso em uma descida íngreme, bem como gerar sons. Fonte: 

A tração é uma força aplicada em um fio, cabo ou corda com a finalidade de mover ou puxar algum objeto ou estrutura. Essa força é gerada pela tensão exercida pelos elementos que compõem o fio, cabo ou corda, e pode ser utilizada em diversas situações, como na sustentação de elevadores, na movimentação de cargas, na tração de veículos, entre outras aplicações. O estudo da tração é importante tanto na engenharia mecânica quanto na física, sendo uma área de grande relevância para a compreensão dos princípios e aplicações das forças.

Como todas as forças, a tração também é representada vetorialmente. Fonte: 

A determinação da força de tração requer considerações sobre a forma como ela é aplicada, o que pode variar conforme fatores como a composição do sistema em questão, o ângulo que se forma entre a força e a horizontal e o estado de movimento dos corpos envolvidos.

Infelizmente, não há uma fórmula específica para encontrar a força de tração, mas podemos usar a segunda lei de Newton para relacionar o movimento do objeto com as forças envolvidas. Podemos desenhar as forças exercidas no objeto, escrever a equação da segunda lei de Newton e calcular a tração utilizando a equação 

 para a direção na qual a tração está direcionada.

Apesar de não haver uma fórmula geral, alguns casos específicos de tração se destacam. Veremos alguns a seguir.

 repousando sobre uma superfície sem atrito é puxado por uma corda, resultando em uma tração externa como a única força aplicada sobre o corpo. De acordo com a 2ª Lei de Newton, a tração será igual à força resultante sobre o corpo, e pode ser calculada como o produto da massa pela aceleração. As forças normais e de peso são omitidas para facilitar a visualização do caso. Saber decompor as forças em um diagrama é essencial para resolver exercícios mais complexos envolvendo tração. Mais sobre isso pode ser visto 

Na fórmula abaixo, "T" representa a força de tração.

O atrito é uma força que atua em sentido contrário ao movimento de um objeto, podendo ser de dois tipos: estático e cinético. O atrito estático atua quando o corpo está parado, enquanto o atrito cinético atua quando o corpo está em movimento. É importante lembrar que o coeficiente de atrito é adimensional e não tem unidade de medida, sendo que o coeficiente de atrito cinético é sempre menor que o estático. No diagrama de forças, o atrito é representado com um sinal oposto ao sentido do movimento.

Quando consideramos o atrito no sistema, sabemos que ele se opõe a força de tração. Portanto, a equação utilizada é:

Na equação acima, Fr representa a força resultante, T é a tração, μ é o coeficiente de atrito e N é a força normal. Se o bloco estiver em repouso ou movendo-se com velocidade constante, a força resultante deve ser zero e, se o plano estiver na horizontal, a força normal é igual ao peso do objeto.

Ao conectar dois ou mais corpos de um sistema por meio de cabos, a aceleração em todos os corpos é a mesma. Para calcular a força de tração entre esses corpos, é necessário calcular a força resultante em cada um deles.

 são forças que ocorrem em pares, uma sendo exercida pelo corpo A sobre o corpo B e a outra sendo exercida pelo corpo B sobre o corpo A, respectivamente. Como apenas um cabo conecta os corpos A e B, o corpo B é puxado pelo corpo A através da tração T

. De acordo com a terceira lei de Newton, a força exercida pelo corpo A sobre o corpo B é igual em magnitude, mas oposta em direção, à força exercida pelo corpo B sobre o corpo A.

Tração entre um bloco apoiado e outro suspenso

Podemos calcular a força de tração em um cabo ou em cada um dos corpos em um sistema em que um corpo suspenso puxa outro corpo através de uma polia usando a segunda lei de Newton. Quando não há atrito entre o bloco apoiado e a superfície, a força resultante sobre o sistema de corpos é o peso do corpo suspenso (PB), como ilustrado na figura abaixo:

Podemos determinar a força resultante em cada um dos blocos no sistema da figura acima. Ao realizar esse cálculo, obtemos o resultado a seguir:

Quando um corpo é tracionado por um cabo ou corda e colocado sobre um plano inclinado sem atrito, podemos calcular a força de tração através da componente horizontal (P

) do peso do corpo. Na figura apresentada, a tração aplicada sobre o bloco A pode ser obtida por meio de uma expressão que leva em conta a componente horizontal do peso do bloco A.

Em certos problemas de física, é frequente a utilização de um sistema em que um corpo apoiado em um plano inclinado é tracionado por outro corpo suspenso, através de uma corda que passa por uma roldana.

Na imagem mostrada, representamos as duas partes em que a força peso do bloco A pode ser dividida: P

. A força que causa o movimento do sistema é o resultado da soma entre o peso do bloco B, que está suspenso, e a componente horizontal do peso do bloco A.

Reforçamos que  os exercícios são fundamentais para o entendimento dos conceitos relacionados à tração, pois por meio da resolução de problemas é possível aplicar as fórmulas e teorias aprendidas em situações práticas, tornando o conhecimento mais concreto e facilitando a compreensão. Além disso, os exercícios ajudam a desenvolver habilidades de raciocínio lógico e aplicação da teoria, o que é essencial para o sucesso em provas e vestibulares, como o ENEM.

As polias são importantes dispositivos mecânicos utilizados para transmitir força e movimento através de cordas ou cabos. Elas facilitam o trabalho de levantamento e movimentação de cargas pesadas e também permitem a transmissão de força entre eixos em diferentes posições. Fonte: 

As polias ou roldanas são dispositivos simples que têm sido usados desde a antiguidade para levantar objetos pesados. Essa máquina é composta por uma roda que gira em torno de um eixo, e uma corda ou fio que passa sobre a roda.

O principal benefício do uso das polias é que elas permitem que um esforço menor seja aplicado para levantar um objeto pesado. Isso é possível graças à distribuição da carga entre as várias polias envolvidas no sistema, o que reduz a força necessária para levantar o objeto. Por essa razão, as polias são muito utilizadas em diversos setores, como na construção civil, na indústria, no transporte e até mesmo em atividades do dia a dia, como a elevação de cargas em mudanças.

Além disso, as polias também desempenham um papel fundamental na história do comércio e do transporte marítimo, facilitando a movimentação de mercadorias entre navios e portos.

A figura abaixo ilustra uma situação em que uma pessoa está levantando um objeto usando uma única polia fixa presa ao teto.

Polias fixas são muito utilizadas em exercícios. Fonte: 

É importante destacar que a força aplicada pela pessoa na corda é igual à força necessária para levantar o objeto diretamente com as mãos, sem a utilização da polia.

A direção da força muda, mas o módulo é o mesmo em uma polia fixa. Fonte: 

As polias fixas não reduzem a força aplicada, mas são úteis para posicionar objetos em locais específicos com mais facilidade.

As polias móveis são compostas por duas ou mais polias que podem se mover livremente. Ao contrário das polias fixas, as polias móveis diminuem a força necessária para levantar um objeto, pois o peso do objeto é distribuído por mais de uma corda ou fio. Em outras palavras, a força é dividida entre as diferentes polias móveis, reduzindo a quantidade de força necessária para levantar o objeto.

A polia móvel diminui pela metade a força necessária para erguer um objeto. Repare que na figura, a polia móvel torna a força necessária para erguer o objeto menor, enquanto a fixa torna mais fácil manusear o objeto ao puxa-lo. Fonte: 

Por exemplo, se uma pessoa estiver levantando um objeto de 100 kg usando uma única corda, ela teria que aplicar uma força igual a 100 kgf. No entanto, se o mesmo objeto fosse levantado usando duas polias móveis, a força necessária seria reduzida pela metade, ou seja, 50 kgf. Isso ocorre porque a carga é distribuída entre as duas cordas, e cada corda suporta metade do peso total.

A equação para calcular a força necessária para levantar um objeto de peso P é determinada pelo número de polias móveis (n) e é expressa por:

Observe o sistema a seguir, onde as polias 2, 3 e 4 do sistema são móveis.

A utilização da fórmula anterior indica que a força requerida para levantar o objeto ligado à quarta polia é igual a um oitavo do peso real do objeto.

Isso significa que, se o objeto tiver, por exemplo, peso igual a 1200 N, que corresponde a um corpo de massa de 122,44 kg, ele será levantado por uma força quatro vezes menor. A força necessária para esse caso corresponde a 300 N, ou seja, como se o objeto apresentasse apenas 30,61 kg de massa.

Os sistemas de polias são muito utilizados mundialmente para facilitar o manuseio de objetos pesados. Fonte: 

Um sistema de polias é um conjunto de polias interligadas que, juntas, formam uma máquina simples. Em um sistema de polias, uma ou mais polias podem ser móveis e permitem que se reduza a força necessária para levantar objetos pesados. Nós já vimos exemplos de sistemas de polias, como a polia fixa e a polia móvel, e como elas podem ser usadas para diminuir o esforço necessário para levantar objetos. Esses sistemas são amplamente utilizados na construção civil, em indústrias, em navios e em diversos outros contextos em que é preciso levantar objetos pesados.

Muitos exercícios de física envolvem o uso de polias em um plano inclinado. Para resolvê-los, é necessário ter um bom conhecimento em vetores e diagramas de força, a fim de entender a atuação das forças no sistema e, consequentemente, determinar as soluções corretas. Portanto, é recomendado o estudo aprofundado desses conceitos para resolver problemas envolvendo sistemas de polias em um plano inclinado.