Fisica 001 leis de newton

4,803 views
4,623 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
4,803
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
121
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Fisica 001 leis de newton

  1. 1. FÍSICA LEIS DE NEWTON1. FORÇA Figura 1 v A idéia de força é bastante relacionada com aexperiência diária de qualquer pessoa. Sempre que apuxamos ou empurramos um objeto, dizemos que es-tamos fazendo uma força sobre ele. É possível encon-trar forças que se manifestam sem que haja contatoentre os corpos que interagem. Por exemplo: um ímãexerce uma força magnética de atração sobre um pre- Ônibus acelera e o passageiro cai para trás.go, mesmo que haja certa distância entre eles; umpente eletrizado exerce uma força elétrica de atração Como fazer para vencer a inércia?sobre os cabelos de uma pessoa, sem necessidade de Para vencer a inércia, é preciso sempre ter a in-entrar em contato com eles; de forma semelhante, a tervenção de uma força.Terra atrai os objetos próximos à sua superfície, O passageiro deve segurar-se no ônibus, paramesmo que eles não estejam em contato com ela. A receber uma força capaz de vencer a sua inércia deforça com que a Terra atrai um corpo é o peso deste repouso e de acelerá-lo juntamente com o ônibus.corpo. Exemplo 2: Sempre que ocorrer uma mudança no estado de Quando um corpo está em movimento, ele temmovimento de um corpo, teremos a atuação de uma uma tendência natural e espontânea de continuar emforça. Unidade (SI): Newton (N). movimento, mantendo inalterável a sua velocidade vetorial.2. INÉRCIA Assim, quando um ônibus, em pleno movi- Galileu acreditava que qualquer estudo sobre o mento em linha reta, freia bruscamente, o passageirocomportamento da natureza deveria ter por base ex- desprevenido é projetado para a frente, por insistirperiências cuidadosas. Realizando, então, uma série em manter o seu movimento vetorial.de experiências com corpos em movimento, ele con- Para vencer essa inércia de movimento, maiscluiu, por exemplo, que sobre o livro que é empurra- uma vez, será preciso a intervenção de uma força.do em uma mesa atua também uma força de atrito,que tende sempre a contrariar o seu movimento. As- Figura 2 Vsim, de acordo com Galileu, se não houvesse atrito, olivro não pararia quando cessasse o empurrão. Asconclusões de Galileu estão sintetizadas a seguir: se aum corpo estiver em repouso, é necessária a ação deuma força sobre ele para colocá-lo em movimento.Uma vez iniciado o movimento, cessando a ação daforça, o corpo continuará a se mover indefinidamenteem linha reta, com velocidade constante. Ônibus freia e o passageiro cai para frente.lnércia A inércia consiste na tendência do corpo em O passageiro deve segurar-se no ônibus, paramanter sua velocidade vetorial constante. receber uma força capaz de vencer a sua inércia de Explicando, para uma melhor compreensão: movimento e de freá-lo, juntamente com o ônibus.Exemplo1: 3. PRIMEIRA LEI DE NEWTON Quando um corpo está em REPOUSO, ele temuma tendência natural e espontânea de continuar em Vários anos mais tarde, após Galileu ter esta-repouso, isto é, uma tendência de MANTER SUA belecido o conceito de inércia, lsaac Newton, ao for-VELOCIDADE NULA. Assim, quando um ônibus mular as leis básicas da mecânica, conhecidas comoarranca, a partir do repouso, o passageiro despreveni- "as três leis de Newton", concordou com as conclu-do cai, por insistir em manter-se em repouso. sões de Galileu e usou-as no enunciado de sua pri- meira lei:Editora Exato 19
  2. 2. Primeira lei de Newton (Lei da inércia, tinadores tiverem a mesma massa, terão a mesma a-de Galileu) celeração; se tiverem massas diferentes, o de maior massa terá menor aceleração, mas a força trocada en- Quando a resultante das forças é nula, um cor- tre eles terá módulo igual.po em repouso continua em repouso, e um corpo em Observe ainda que a força que A aplica estámovimento continua em movimento em linha reta e em B, a que B aplica está em A. Assim mesmo, tendocom velocidade constante. módulos iguais e sentidos opostos, não podem se a- nular. Força resultante nula Referencial Figura 4 A B A B + FBA FAB Repouso Equilíbrio (Ponto Material) M.R.U. FAB = FBA4. PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA DINÂMI- CA (2ª LEI DE NEWTON) 6. PESO E MASSA A aceleração que um corpo adquire é direta- 6.1. Peso de um corpomente proporcional à força resultante que atua sobre A força peso de um corpo é conseqüência doele e tem a mesma direção e o mesmo sentido desta campo gravitacional criado pela Terra.força. O planeta Terra, bem como qualquer corpo material, cria em torno de si um campo de forças a- Na segunda lei de Newton, quando um corpo esti- trativas, denominado campo gravitacional. Qualquerver sujeito a várias forças, deve-se substituí-las – F – r corpo dentro do campo gravitacional da Terra será a-pela resultante Fr dessas forças. traído por esta, e a força de atração é denominada Então temos, de uma maneira mais geral: força gravitacional. Não considerando os efeitos ligados à rotação da Terra, a força gravitacional, aplicada pela Terra, corresponde ao peso do corpo. r Sendo m a massa do corpo e g o vetor acele- r ração de queda livre (imposta pelo campo gravitacio- r Fr = m ⋅ a nal e que é independente da massa do corpo), de acordo com a 2ª Lei de Newton (PFD), o vetor peso rUnidade de força no SI: Newton (N) r P será dado por: r r Observe que a força aplicada Fr e a aceleração P = mgadquirida são grandezas vetoriais que têm sempre amesma orientação, isto é, mesma direção e sentido, 1. A massa (m) é característica do corpo e é apois a massa m é um escalar positivo. mesma em qualquer local do universo em que esteja 1N= 1Kg m/s2 o corpo, isto é, a massa independe do local.5. AÇÃO X REAÇÃO (3ª LEI DE NEWTON) 2. A intensidade do campo gravitacional varia com o local e é independente da massa do corpo que A toda força de ação corresponde uma força de está sendo atraído pela Terra.reação, com o mesmo módulo, mesma direção e sen-tidos OPOSTOS. 3. O peso de um corpo não é característica sua, Ação e reação estão sempre aplicadas em cor- pois varia de uma região para outra, proporcional-pos distintos, portanto AÇÃO E REAÇÃO NUNCA mente ao valor da gravidade local. Isto significa que,SE EQUILIBRAM. se a gravidade for n vezes maior, o peso de um dado Ação e reação têm SEMPRE O MESMO corpo também será n vezes maior.MÓDULO, mas podem produzir efeitos diferentes.Exemplo: Considere dois patinadores, A e B, sobre patinsem uma pista de gelo. O patinador A empurra o pati-nador B. O que se observa na pista é que ambos ospatinadores se movem em sentidos opostos. Se os pa-Editora Exato 20
  3. 3. Em primeiro lugar, devemos colocar todas as ESTUDO DIRIGIDO forças que atuam nos blocos, assim teremos1 Qual a unidade de força no sistema internacio- NA T nal? A T B cálculo do PB PA PB PB = mB .g2 O que é inércia? PB = 4.10 PB = 40N Escrevemos FR = ma , para cada bloco:3 Enuncie a 1ª Lei de Newton. A B FR = ma FR = ma T = m A .a PB −T = mB a Somando as equações: T = ma a EXERCÍCIOS RESOLVIDOS PB − T = mba1 Explique por que um passageiro sem cinto de se- PB = a ( m A + mB ) gurança é arremessado para frente quando o carro 40 = a (1+ 4) T = m Aa freia bruscamente. 40 , agora é substituir em T = 1.8 . Resolução: O passageiro do carro viaja à mesma a= T = 8N 5 velocidade do carro, quando o carro freia, o a = 8m / s 2 passageiro continua com a mesma velocidade, Se você substituir em PB −T = mB a dará o mesmo re- o que dá a entender que ele é arremessado para sultado. Faça pra ver! frente. EXERCÍCIOS2 Nos exercícios abaixo, despreze os atritos e con- 1 O corpo indicado na figura tem massa de 5 kg e sidere a gravidade g = 10m / s 2 . está em repouso sobre um plano horizontal sem a) Calcule a aceleração do bloco abaixo: atrito. Aplica-se ao corpo uma força de 20N. Qual a aceleração adquirida por ele? F =20N 1 F2 =5N 3kg F 5kg Resolução: FR = ma F1 − F2 = ma 20 − 5 = 3.a 2 Um determinado corpo está inicialmente em re- 15 = 3.a pouso, sobre uma superfície sem qualquer atrito. 15 Num determinado instante aplica-se sobre o a= = a = 5m / s 2 3 mesmo uma força horizontal constante de módulo 12N. Sabendo-se que o corpo adquire uma velo- cidade de 4m/s em 2 segundos, calcule sua acele- b) Calcule a tração no fio suposto perfeito ração e sua massa. A 3 Em 20 de julho, Neil Armstrong tornou-se a pri- meira pessoa a pôr os pés na Lua. Suas primeiras ma=1kg palavras, após tocar a superfície da Lua, foram "É mb=4kg B um pequeno passo para um homem, mas um gi- gantesco salto para a Humanidade". Sabendo que, na época, Neil Armstrong tinha uma massa de 70 kg e que a gravidade da Terra é de 10m/s² e a da Lua é de 1,6m/s², calcule o peso do astronauta na Resolução: Terra e na Lua.Editora Exato 21
  4. 4. 4 A figura representa dois corpos, A e B, ligados 5 E, C, E, E entre si por um fio inextensível que passa por uma polia. Despreze os atritos e a massa da polia. Sabe-se que a intensidade da tração do fio é de 12N, a massa do corpo A, 4,8kg e g = 10m/s². Calcule a aceleração do sistema e a massa do corpo B. A B5 Julgue os itens: 1 Todo corpo, por inércia, tende a manter sua aceleração constante. 2 O uso de cintos de segurança em automóveis é uma conseqüência da 1ª lei de Newton, a Lei da inércia. 3 Um corpo que está sobre uma mesa e se man- tém em repouso, tem aplicado sobre ele duas forças: o peso e a força normal. Essas forças constituem um par ação e reação, pois estão sendo aplicadas num mesmo corpo. 4 Se há forças aplicadas num corpo, certamente ele apresenta uma aceleração não-nula. GABARITOEstudo dirigido1 Newton (N)2 Consiste na tendência do corpo em manter sua velocidade vetorial constante.3 Quando a resultante das forças é nula, um corpo em repouso continua em repouso, e um corpo em movimento continua em movimento em linha reta e com velocidade constante.4 O par ação e reação possui a mesma direção, a mesma intensidade e sentidos opostos, e não se anulam pois estão aplicados em corpos diferen- tes.Exercícios1 4m/s².2 2m/s² e 6kg.3 700N e 112N.4 2,5m/s² e 1,6kg.Editora Exato 22

×