Aqui estão as forças que agem em uma bola rolante, divididas em categorias:
Forças externas: *
gravidade (FG): Sempre age para baixo, puxando a bola em direção ao centro da terra.
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Força normal (FN): Atos perpendiculares à superfície, a bola está rolando, neutralizando a força da gravidade e impedindo que a bola afunda a superfície.
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fricção (ff): Atua paralelo à superfície, opondo -se ao movimento da bola. Existem dois tipos de atrito a considerar:
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Rolling Friction: Esse é o atrito que surge da deformação da bola e da superfície enquanto a bola rola. Geralmente é menor que o atrito deslizante.
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Resistência ao ar (arrasto): Essa força se opõe ao movimento da bola através do ar. Aumenta com a velocidade da bola e a área de superfície exposta ao ar.
Forças internas: *
inércia: Isso não é tecnicamente uma força, mas é uma propriedade da matéria que resiste às mudanças de movimento. É por isso que uma bola rolante continua a rolar até que uma força o pare.
Notas importantes: *
sem deslizamento: Uma bola perfeitamente rolante não experimenta atrito deslizante. O ponto de contato com a superfície é momentaneamente estacionário.
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Força de Rolling: Embora normalmente não pensemos em uma bola rolante como tendo uma única "força de rolagem", o momento da bola e a inércia rotacional contribuem para seu movimento contínuo.
Exemplo: Imagine uma bola rolando por uma colina.
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Gravidade: Puxa a bola pela colina, fazendo com que ela acelere.
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Força normal: Atos perpendiculares à colina, impedindo a bola de afundar no chão.
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atrito: Opõe -se ao movimento da bola, desacelerando -a um pouco.
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Resistência ao ar: Também se opõe ao movimento, tornando -se mais significativo em velocidades mais altas.
A interação dessas forças determina a velocidade, direção e eventual ponto de parada da bola.