Leis de newton 1 e 2
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Leis de newton 1 e 2 Leis de newton 1 e 2 Presentation Transcript

  • Estudo da DinâmicaColégio Estadual Constantino Fernandes Colégio Estadual Rotary2 Física - 2º Ano – Prof.(a) Fabiana 2011
  • 1. IntroduçãoA Dinâmica é o ramo da Mecânica que estuda as causas do movimento de um corpo. Estas causas estão relacionadas às forças que atuam sobre ele. Dessa maneira, o conceito de força é defundamental importância no estudo da Dinâmica.
  • Ao chutarmos uma bola em repouso, vamos colocá-la em movimento. Esse movimentoresulta da força aplicada (sobreela) pelo nosso pé . Forças são muito comuns no nosso cotidiano: ao segurarmos uma pedra, ao caminharmos ou no exercício de várias atividades humanas.
  • Forç a
  • ForçaForça é um conceito básico na mecânica. Aprimeira idéia que fazemos de força é aassociação ao esforço muscular quefazemos. Para a maioria das pessoas elaestá associada ao empurrar os corpos oupuxar os corpos. Do ponto de vista físico énecessário termos uma definição maisprecisa de força
  • Apesar de o termo "força" abrigar umanoção quase intuitiva, é importanteentender que, do ponto de vista daFísica, a noção de força estáintimamente relacionada com a alteraçãodo estado de movimento de umapartícula, isto é, a presença de forçasentre as partes da matéria se faz sentiratravés de um movimento deafastamento (forças repulsivas) ou deaproximação (forças atrativas) dasmesmas.
  • As forças resultam dacapacidade das váriaspartes do Universo(e da matéria) deinteragirem entre si.
  • Conceito de Força Tomemos um corpo inicialmente em repouso.Esse corpo jamais conseguirá sair do estado de repouso, a menos quereceba a ação de uma força resultante não-nula. Um corpo sozinho não exerce força sobre si mesmo. Logo: “FORÇA É O FRUTO DA INTERAÇÃO ENTRE DOIS CORPOS”
  • Conceito de ForçaÉ importante lembrar quea grandeza física, força, éuma grandeza vetorial,isto é, para caracterizá-laprecisamos definir suaintensidade (módulo), suadireção de atuação e seusentido.Quando assinalamos umaforça num corpo, usandoum vetor (seta), queremos simbolizar a ação que eleestá sofrendo de um outro corpo. Logo, o númerode forças que um corpo recebe está associado aonúmero de interações das quais ele participa.
  • Efeitos de ForçasPodemos reconhecer a existência de forças pelosefeitos que produzem quando aplicadas a umcorpo.A. DeformaçãoA deformação é um dos efeitos causados pelaforça. Por exemplo, quando você chuta uma bola,no ponto de contato entre o pé e a bola ocorre umadeformação.
  • A força responsável pela deformação de umcarro quando este colide com um muro:
  • Tipos de deformações da Força:a) Tração: b) Compressão:
  • c) Torção: d) Flexão
  • Alteração de VelocidadeOutro efeito que a força pode produzir nocorpo é a alteração de sua velocidade, queconsiste num aumento ou numadiminuição do módulo da velocidade, oualteração da direção da velocidade..No exemplo aolado,o pé do jogadoraltera a velocidadeda bola
  • EquilíbrioO equilíbrio é outro efeito causado pelaforça. Por exemplo, você prende um corpoatravés de um fio num suporte. A força dofio no corpo produz um equilíbrio,evitando que ele caia pela ação dagravidade terrestre.
  • TipoS de ForçasAs forças trocadas entre os corpos podemser de contato ou de campo (ação àdistância). Destacamos, a seguir, asorientações (direção e sentido) de algumasdessas forças.
  • Força PesoA força com a qual os astros atraem os corpos édenominada de peso ou força peso. Resumidamente edesconsiderando os efeitos ligados a rotação da Terra,podemos considerar que o peso de um corpo é aatração que a Terra exerce sobre ele. Ao se abandonarum corpo nas proximidades do solo o mesmo caisofrendo uma variação em sua velocidade, o corpo emquestão fica sujeito a uma força atrativa, pois a Terrainterage com o mesmo. A direção de atração dessaforça é radial, ou seja, está apontada para o centro daterra. Como a velocidade do corpo sofre variaçõessurge o que chamamos de aceleração da gravidade.
  • Força PesoDenomina-se força peso a força de campogravitacional que a Terra exerce sobre qualquerobjeto colocado próximo à sua superfície. Ela temdireção vertical e sentido para baixo.
  • Força NormalEm física, força normal é uma força de reação que asuperfície faz em um corpo que esteja em contato comesta, essa força é normal à superfície.Lembrando que a força normal é igual, EM MÓDULO, aforça peso no caso de planos paralelos e coincidentes.A força peso é uma força de campo, enquanto a forçanormal é uma força de contato.A força normal existe sempre que há contato entre ocorpo e a superfície de apoio, independentemente deessa superfície ser ou não horizontal. A direção da forçaé sempre perpendicular à superficie de apoio.
  • Força NormalA força de reação normal deapoio, ou simplesmente forçanormal , é a força de empurrãoque uma superfície exercesobre um corpo nela apoiado.Quando um bloco (um livro,por exemplo) encontra-se emrepouso sobre uma mesa, elerecebe da mesa uma força decompressão que impede a suapenetração sobre ela devido àação da força peso.
  • Força de AtritoQuando se lança um corpo sobre uma mesa comumhorizontal, ele pára após percorrer uma certadistância. Isso significa que houve uma resistência aoseu movimento. Essa resistência altera a velocidadedo corpo e é, portanto, medida por uma força. Essaforça de contato motivada por asperezas superficiaisrecebe o nome de força de atrito.Tal força de atrito é paralela às superfícies de contato ese opõe ao deslizamento relativo ou à tendência deescorregamento.
  • Força de atrito que atua entre as superfícies em contato quando empurramos um caixote.
  • Quando andamos ou corremos é aforça de atrito que nos empurra.Para nos deslocarmos, os sapatosexercem no solo uma força paratrás. A força de atrito, que seopõe a este movimento,empurra-nos para afrente. Quando as solasdos sapatos são muitolisas e o pavimento épolido a força exercidapelo sapato para trás nãofaz surgir qualquer atrito… escorregamos!
  • 4. Medida de ForçasA intensidade de uma forçapode ser medida atravésde um aparelhodenominado dinamômetro.O dinamômetro é uminstrumento constituído deuma mola que se deformaquando recebe a ação deuma força. Logo, para cada deformação produzida,temos o dispositivo indicando a intensidade daforça aplicada. No SI, a unidade de medida de forçaé o Newton (N). Eventualmente pode-se utilizar aunidade prática quilograma-força (kgf), sendo que 1
  • Forças no cotidiano• A força gravitacional - O exemplo mais comum, no cotidiano, de forças aplicadas a um corpo é o de um corpo que cai sob a ação da força gravitacional.• Movimento dos planetas - Os planetas movem-se (como a Terra) em torno do Sol devido à força
  • Movimento dos satélites - Os satélites "flutuam" no espaço devido à mesma força gravitacional.As marés - Você pode não perceber, mas omovimento das marés resulta da atraçãogravitacional do Sol e da Lua sobre a Terra. Nospontos próximos da Terra, o mar se eleva,formando um "calombo", o qual se movimentacom a mesma, gerando as marés.
  • 6. Unidade de ForçaA unidade mais utilizada para se medir uma força éo Newton, embora a dina (dyn) e o quilograma-força(kgf), sejam bastante utilizados em algumas áreas.• No S.I. => N (Newton)• No C.G.S. => dyn (dina)• Sistema Técnico => Kgf (quilograma força) Relação entre as unidades:1 N = 105 dyn 1 Kgf = 9,8 NOBS.: Um Quilograma-força ( kgf ) é a intensidade daforça peso de um corpo de 1 kg de massa, situado numlocal onde a aceleração gravitacional é normal ( g = 9,8 2
  • 7. Exercícios01. Identifique uma situação em que um corpoestará em equilíbrio.a) Um carro em movimento variado.b) Uma pedra caindo em um poço.c) O vento no mar.d) Uma fruta em uma árvoree) Um jogador chutando uma bola.02. Qual o tipo de deformação responsável para umtrator rebocar um caminhão?a) Tração b) Torção c) Flexãod) Compressão e) Colaboração
  • 03. Qual o tipo de deformação responsável por espremer uma camisa molhada?a) Tração b) Torção c) Flexãod) Compressão e) Colaboração04. Qual o tipo de deformação responsável por umabomba encher o pneu de uma bicicleta?a) Tração b) Torção c) Flexãod)Compressão e) Colaboração05. Qual o tipo de deformação responsável por quebrar um pedaço de galho com as mãos?a) Tração b) Torção c) Flexãod) Compressão e) Colaboração
  • AS TRÊSLEIS DE ISAAC
  • ISAAC NEWTON Isaac Newton (1642-1727) nasceu emWoolsthorpe(Inglaterra). Foi educado naUniversidade de Cambridge e consideradoaluno excelente e aplicado. Newton fezdescobertas importantes em Matemática,Óptica e Mecânica. Em sua obra“Princípios Matemáticos de FilosofiaNatural”, enunciou as três leisfundamentais do movimento, conhecidashoje como leis de Newton.
  • Galileu, no século XVII, chamou de inérciaà tendência que os corpos apresentam pararesistirem à mudança do estado demovimento em que se encontram.Anos mais tarde, Newton enunciou a Lei dainércia, que iremos ver a seguir.
  • Existe na natureza uma tendência de nãose alterar o estado de movimento de umobjeto, isto é, um objeto em repousotende naturalmente a permanecer emrepouso. Um objeto com velocidadeconstante tende a manter a suavelocidade constante.
  • Essa tendência natural de tudo permanecercomo está é conhecida como inércia. No caso daMecânica, essas observações a respeito docomportamento da natureza levou Newton aenunciar a sua famosa Lei da Inércia,Por que a maçã sempre caiperpendicularmente aochão?, perguntou-se Newton.Por que ela não se move paraos lados, ou para cima, massempre em direção ao centroda Terra? Certamente, porquea Terra a atrai. Tem de haveruma força de atraçãoenvolvida nisso.“
  • A primeira lei de Newton diz que todo corpo tende a manter o seu estado de movimento.Se em repouso, irá permanecer em repouso, desde que não haja forças atuando sobre este corpo, ou se elas estiverem em equilíbrio.
  • Lei da InérciaSe em movimento,permanecerá emmovimento até quehaja uma forçacontrária que faça ocorpo parar. Se nãohouver forçacontrária avelocidade seráconstante e omovimento retilíneo.
  • Princípio da Inércia
  • O exemplo mais simples, do ponto de vista daobservação da inércia dos corpos, é aquele dospassageiros num veículo. Quando o veículo é brecado,os passageiros tendem a manter-se no seu estado demovimento. Por isso, as pessoas "vão para a frente" doônibus quando este é brecado.Na realidade, a mudança doestado de movimento éapenas do ônibus. Ospassageiros simplesmentetendem a manter-se comoestavam. Da inércia resultamos ferimentos em acidentesno tráfego
  • Exemplo 1Quando o ônibus freia, os passageirostendem, por inércia, a prosseguir com a velocidade que tinham, em relação ao solo. Assim, são atirados para frente em relação ao ônibus.
  • Exemplo 2Um trem metrô quandodá a sua arrancadapara dar partida ao seumovimento, as pessoasque estão em repousotendem a ficar emrepouso indo então paratrás, quando o treminicia o movimento.
  • Exemplo 3Quando ummotoqueiro está emmovimento e parabruscamente com asua moto, ele éarremessado parafrente, pois todocorpo que está emmovimento tendepermanecer emmovimento.
  • Exemplo 4Quando o cão entra em movimento, omenino em repouso em relação ao solo,tende a permanecer em repouso. Note queem relação ao carrinho o menino é atiradopara trás.
  • Exemplo 5• Um foguete quando lançado ao espaço tem a sua força inicial dando o seu movimento, mas como no espaço não tem força contrária, ele pode desligar seus propulsores e continuar em velocidade constante no espaço, pois não tem nenhuma força que o faça parar.
  • EXPERIÊNCIAS
  • Exercício Primeira Lei de Newton1)"Para que a velocidade de um automóvel permaneça constante numa estrada reta e horizontal, é necessário manter o pedal do acelerador pressionado". Isso significa que deve existir uma força resultante para se manter constante a velocidade do automóvel? Justifique sua resposta. RESOLUÇÃO:R: Não, como sabemos: para que um corpo possuavelocidade constante em linha reta, ele deve estar isento dealguma força desigual. O fato de se manter o pé noacelerador é que a força propulsora exercida pelo carro é amesma força exercida pelo ar (Resistência do ar) somadocom o atrito (Força de Atrito), logo estas forças se anulam.
  • Exercícios1. Explique detalhadamente porque ao puxarmosrapidamente, a toalha de uma mesa que contém sobreela vários pratos de porcelana, não derrubamosnenhum.2. Quando um ônibus inicialmente parado arranca, umpassageiro que estava de pé sem segurar nos estribosperde o equilíbrio e cai. Como se explica o tombo deacordo com a idéia de inércia?3. Você está de pé no ônibus. Repentinamente, omotorista pisa no freio e você precisa se segurar, poisparece que seu corpo continua indo para frente.Explique o que está acontecendo.
  • 4. (UFES) Um carro freia bruscamente e o passageirobate com a cabeça no vidro pára-brisa. Qual aexplicação de acordo com a lei da inércia.5. Por que uma pessoa, ao descer de um ônibus emmovimento, precisa acompanhar o movimento do ônibuspara não cair?6. Explique a função do cinto de segurança de um carro,utilizando o conceito de inércia.7. Um foguete está com os motores ligados emovimenta-se no espaço, longe de qualquer planeta.Em certo momento, os motores são desligados. O queirá ocorrer? Por qual lei da física isso se explica?
  • 01. A respeito do conceito da inércia, assinale a frasecorreta: a) Um ponto material tende a manter sua aceleraçãopor inércia. b) Uma partícula pode ter movimento circular euniforme, por inércia. c) O único estado cinemático que pode ser mantido porinércia é o repouso. d) Não pode existir movimento perpétuo, sem apresença de uma força. e) A velocidade vetorial de uma partícula tende a semanter por inércia; a força é usada para alterara velocidade e não para mantê-la.
  • 01. A respeito do conceito da inércia, assinale a frasecorreta: a) Um ponto material tende a manter sua aceleraçãopor inércia. b) Uma partícula pode ter movimento circular euniforme, por inércia. c) O único estado cinemático que pode ser mantido porinércia é o repouso. d) Não pode existir movimento perpétuo, sem apresença de uma força. e) A velocidade vetorial de uma partícula tende a semanter por inércia; a força é usada para alterara velocidade e não para mantê-la.
  • 02. (OSEC) O Princípio da Inércia afirma: a) Todo ponto material isolado ou está em repouso ouem movimento retilíneo em relação aqualquer referencial. b) Todo ponto material isolado ou está em repouso ouem movimento retilíneo e uniforme em relação aqualquer referencial. c) Existem referenciais privilegiados em relação aosquais todo ponto material isolado temvelocidade vetorial nula. d) Existem referenciais privilegiados em relação aosquais todo ponto material isolado tem velocidadevetorial constante. e) Existem referenciais privilegiados em relação aosquais todo ponto material isolado temvelocidade escalar nula.
  • 02. (OSEC) O Princípio da Inércia afirma: a) Todo ponto material isolado ou está em repouso ouem movimento retilíneo em relação aqualquer referencial. b) Todo ponto material isolado ou está em repouso ouem movimento retilíneo e uniforme em relação aqualquer referencial. c) Existem referenciais privilegiados em relação aosquais todo ponto material isolado temvelocidade vetorial nula. d) Existem referenciais privilegiados em relação aosquais todo ponto material isolado tem velocidadevetorial constante. e) Existem referenciais privilegiados em relação aosquais todo ponto material isolado temvelocidade escalar nula.
  • 03. Um homem, no interior de um elevador, estájogando dardos em um alvo fixado na parede interna doelevador. Inicialmente, o elevador está em repouso, emrelação à Terra, suposta um Sistema Inercial e o homemacerta os dardos bem no centro do alvo. Em seguida, oelevador está em movimento retilíneo e uniforme emrelação à Terra. Se o homem quiser continuar acertandoo centro do alvo, como deverá fazer a mira, em relaçãoao seu procedimento com o elevador parado? a) mais alto; b) mais baixo; c) mais alto se o elevador está subindo, mais baixose descendo; d) mais baixo se o elevador estiver descendo emais alto se descendo; e) exatamente do mesmo modo.
  • 03. Um homem, no interior de um elevador, estájogando dardos em um alvo fixado na parede interna doelevador. Inicialmente, o elevador está em repouso, emrelação à Terra, suposta um Sistema Inercial e o homemacerta os dardos bem no centro do alvo. Em seguida, oelevador está em movimento retilíneo e uniforme emrelação à Terra. Se o homem quiser continuar acertandoo centro do alvo, como deverá fazer a mira, em relaçãoao seu procedimento com o elevador parado? a) mais alto; b) mais baixo; c) mais alto se o elevador está subindo, mais baixose descendo; d) mais baixo se o elevador estiver descendo emais alto se descendo; e) exatamente do mesmo modo.
  • 04. (UNESP) As estatísticas indicam que o usodo cinto de segurança deve ser obrigatório paraprevenir lesões mais graves em motoristas epassageiros no caso de acidentes. Fisicamente,a função do cinto está relacionada com a: a) Primeira Lei de Newton; b) Lei de Snell; c) Lei de Ampère; d) Lei de Ohm; e) Primeira Lei de Kepler.
  • 04. (UNESP) As estatísticas indicam que o usodo cinto de segurança deve ser obrigatório paraprevenir lesões mais graves em motoristas epassageiros no caso de acidentes. Fisicamente,a função do cinto está relacionada com a: a) Primeira Lei de Newton; b) Lei de Snell; c) Lei de Ampère; d) Lei de Ohm; e) Primeira Lei de Kepler.
  • 05. (ITA) As leis da Mecânica Newtoniana sãoformuladas em relação a um princípio fundamental,denominado: a) Princípio da Inércia; b) Princípio da Conservação da EnergiaMecânica; c) Princípio da Conservação da Quantidade deMovimento; d) Princípio da Conservação do MomentoAngular; e) Princípio da Relatividade: "Todos osreferenciais inerciais são equivalentes, para aformulação da Mecânica Newtoniana".
  • 05. (ITA) As leis da Mecânica Newtoniana sãoformuladas em relação a um princípio fundamental,denominado: a) Princípio da Inércia; b) Princípio da Conservação da EnergiaMecânica; c) Princípio da Conservação da Quantidade deMovimento; d) Princípio da Conservação do MomentoAngular; e) Princípio da Relatividade: "Todos osreferenciais inerciais são equivalentes, para aformulação da Mecânica Newtoniana".
  • 08. (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma folha de papelestá sobre a mesa do professor. Sobre ela está umapagador. Dando-se, com violência, um puxãohorizontal na folha de papel, esta se movimenta e oapagador fica sobre a mesa. Uma explicação aceitávelpara a ocorrência é: a) nenhuma força atuou sobre o apagador; b) a resistência do ar impediu o movimento doapagador; c) a força de atrito entre o apagador e o papel só atuaem movimentos lentos; d) a força de atrito entre o papel e a mesa é muitointensa; e) a força de atrito entre o apagador e o papel provoca,no apagador, uma aceleração muito inferior à da folhade papel.
  • 08. (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma folha de papelestá sobre a mesa do professor. Sobre ela está umapagador. Dando-se, com violência, um puxãohorizontal na folha de papel, esta se movimenta e oapagador fica sobre a mesa. Uma explicação aceitávelpara a ocorrência é: a) nenhuma força atuou sobre o apagador; b) a resistência do ar impediu o movimento doapagador; c) a força de atrito entre o apagador e o papel só atuaem movimentos lentos; d) a força de atrito entre o papel e a mesa é muitointensa; e) a força de atrito entre o apagador e o papel provoca,no apagador, uma aceleração muito inferior à da folhade papel.
  • 09. Um ônibus percorre um trecho de estrada retilíneahorizontal com aceleração constante. no interiordo ônibus há uma pedra suspensa por um fio idealpreso ao teto. Um passageiro observa esse fio e verificaque ele não está mais na vertical. Com relação a estefato podemos afirmar que: a) O peso é a única força que age sobre a pedra. b) Se a massa da pedra fosse maior, a inclinação do fioseria menor. c) Pela inclinação do fio podemos determinar avelocidade do ônibus. d) Se a velocidade do ônibus fosse constante, o fioestaria na vertical. e) A força transmitida pelo fio ao teto é menor que opeso do corpo.
  • 09. Um ônibus percorre um trecho de estrada retilíneahorizontal com aceleração constante. no interiordo ônibus há uma pedra suspensa por um fio idealpreso ao teto. Um passageiro observa esse fio e verificaque ele não está mais na vertical. Com relação a estefato podemos afirmar que: a) O peso é a única força que age sobre a pedra. b) Se a massa da pedra fosse maior, a inclinação do fioseria menor. c) Pela inclinação do fio podemos determinar avelocidade do ônibus. d) Se a velocidade do ônibus fosse constante, o fioestaria na vertical. e) A força transmitida pelo fio ao teto é menor que opeso do corpo.
  • 10. (ITA) Um corpo é impulsionado, no vácuo, sobreum plano horizontal, sem atrito, por uma forçaparalela ao plano, que atua instantaneamente sobreele. Neste caso, pode-se concluir que:a) o corpo adquire movimento uniformementeacelerado, no qual permanece indefinidamente.b) o corpo segue em equilíbrio.c) durante o movimento, não atua força sobre ocorpo.d) o corpo possui movimento retardado.e) o corpo adquire movimento retilíneo uniforme apartir do repouso.
  • 10. (ITA) Um corpo é impulsionado, no vácuo, sobreum plano horizontal, sem atrito, por uma forçaparalela ao plano, que atua instantaneamente sobreele. Neste caso, pode-se concluir que:a) o corpo adquire movimento uniformementeacelerado, no qual permanece indefinidamente.b) o corpo segue em equilíbrio.c) durante o movimento, não atua força sobre ocorpo.d) o corpo possui movimento retardado.e) o corpo adquire movimento retilíneo uniforme apartir do repouso.
  • 11. (EFOA-MG) Dos corpos destacados, o queestá em equilíbrio é:a) a Lua movimentando-se em torno da Terra.b) uma pedra caindo livremente.c) um avião que voa em linha reta comvelocidade constante.d) um carro descendo uma rua íngreme sematrito.e) uma pedra no ponto mais alto, quando lançadaverticalmente para cima.
  • 11. (EFOA-MG) Dos corpos destacados, o queestá em equilíbrio é:a) a Lua movimentando-se em torno da Terra.b) uma pedra caindo livremente.c) um avião que voa em linha reta comvelocidade constante.d) um carro descendo uma rua íngreme sematrito.e) uma pedra no ponto mais alto, quando lançadaverticalmente para cima.
  • Princípio da Inércia
  • Sir Isaac Newton continuou pensando
  • Elaborou então a 2ª Lei de Newton Princípio Fundamental da Dinâmica
  • 2ª Lei de Newton(Princípio Fundamental da Dinâmica)   FR ma
  • A SEGUNDA LEI DE NEWTONDe acordo com o princípio da inércia, um corposó pode sair de seu estado de repouso ou demovimento retilíneo com velocidade constante sesobre ele atuar uma força resultante externa.Neste momento, poderíamos perguntar:``O que acontece se existir uma força resultanteexterna agindo no corpo?Nesta situação, o corpo fica sujeito a umaaceleração, ou seja, um corpo sujeito a umaforça resultante externa movimenta-se comvelocidade variável.
  • É fácil perceber que, se quisermos acelerar umcorpo, por exemplo, desde o repouso , aintensidade da força que teremos de aplicardependerá da massa do corpo. Se, por exemplo,o corpo for um carro, é evidente que a forçanecessária será muito menor do que se tratassede um caminhão. Desta forma, quanto maior amassa do corpo, maior deverá ser a intensidadeda força necessária para que ele alcance umadeterminada aceleração.
  • Foi Isaac Newton quem obteve essa relaçãoentre massa e força, que constitui a segunda leide Newton ou princípio fundamental dadinâmica. Temos, então queA aceleração de um corpo submetido a umaforça resultante externa é inversamenteproporcional à sua massa, e diretamenteproporcional a intensidade da força.Assim, para uma dada força resultante externa F,quanto maior a massa m do corpo tanto menorserá a aceleração adquirida.Matematicamente, a segunda lei de Newton édada por:
  • Esta equação vetorial impõe que a forçaResultante e a aceleração tenham a mesmadireção e o mesmo sentido. No SI a unidadede força é o newton ou (N):Por definição, o newton é a força que produz umaaceleração de 1 m/s2 quando aplicada em umamassa de 1kg.
  • 2ª lei: F = m.a Onde: F é a força aplicada m é a massa do corpo (kg) a é a aceleração do corpoA segunda lei fala que uma força agindo sobre um objeto demassa m, provoca uma aceleração. Esta aceleração éproporcional à massa do objeto.A Força modifica a velocidade do corpo. A força aplicadapode ser a força peso (gravitacional) sempre vertical prabaixo; de contato, onde os corpos estão um exercendo forçasobre o outro; normal, é contato perpendicular à superfíciede contato; de tração, por exemplo a corda segurando oelevador; e de atrito, que vai ser explicado no slide a seguir.
  •  N  Fat Sempre perpendicular Sempre tangente ao plano ao plano e apontando e contrário ao sentido depara a direção contrária deslizamento. do plano.
  • Se o carrinho do supermercado estiver vazio, émuito fácil fazê-lo correr. Mas se o carrinhoestiver cheio, você tem que se esforçar muitopara fazê-lo andar.
  • Vamos calcular a aceleração do objeto nassituações abaixo:  F m = 5 Kg F = 10N FR ma 10 5a a 2m 2 s   F2 F1 m = 5 Kg  F1 = 10N F3 F2 = 5N FR ma F3 = 3N 10 5 3 5a a 1,6 m 2 s
  • O peso das pessoas émedido em balanças.Quanto maior a massada pessoa, maior é aforça peso P = m.g emaior é a deflexão que aforça peso exerce numamola. Essa mola, porsua vez, está acoplada aum ponteiro.
  • Quando falamos em movimento vertical, introduzimosum conceito de aceleração da gravidade, que sempreatua no sentido a aproximar os corpos em relação àsuperfície. Relacionando com a 2ª Lei de Newton, seum corpo de massa m, sofre a aceleração da gravidade,quando aplicada a ele o principio fundamental dadinâmica poderemos dizer que:A esta força, chamamos Força Peso, e podemosexpressá-la como:ou em módulo:
  • O Peso de um corpo é a força com que a Terra o atrai,podendo ser variável, quando a gravidade variar, ouseja, quando não estamos nas proximidades da Terra.A massa de um corpo, por sua vez, é constante, ouseja, não varia. Existe uma unidade muito utilizada pelaindústria, principalmente quando tratamos de forçapeso, que é o kilograma-força, que por definição é:1kgf é o peso de um corpo de massa 1kg submetido aaceleração da gravidade de 9,8m/s².A sua relação com o newton é:
  •  P    P mg P Não confundir massa e peso!!!Massa é uma propriedade da matéria e independe do localonde está o corpo. Peso é uma força gravitacional e dependedos corpos envolvidos.
  • Exemplos1 – Na Terra, a aceleração da gravidade é em média 9,8 m/s2, ena Lua é 1,6 m/s2. Para um corpo de massa 5 kg, determinar:a) O peso desse corpo na Terra;b) A massa e o peso desse corpo. ResoluçãoO peso na Terra é dado por: PT = mT.gT PT = 5.9,8 PT = 49 NComo a massa é uma propriedade do corpo, tem omesmo valor em qualquer lugar; logo:mT = mL = 5 kgPortanto: PL = mL.gL PL = 5.1,6 PL = 8 N
  • 1) A massa de uma pessoa é 70kg. A aceleração da gravidade num local da Terra é 9,8 m/s² e na Lua 1,6 m/s². Determine o peso da pessoa na Terra, na Lua e a massa da pessoa na Lua. RESOLUÇÃO: PT = m.gT PT = 70.9,8= 686N PL = m.gL PL = 70.1,6 = 112N
  • Deformação elásticaUma mola apresenta uma deformação elástica se,retirada a força que a deforma, ela retornar ao seucomprimento e forma originais. A intensidade da força deformadora é proporcional à deformação
  • A expressão matemática da Lei de Hooke é: F = força deformadora x = deformação sofrida pela molaK = constante de proporcionalidadecaracterística da mola, chamada de constanteelástica da mola
  • Força Elástica   FEL kx F(N) x(m)
  • Exemplos1 – Considerar uma mola de comprimento inicial x0, presa em uma dasextremidades. Aplicando-se forças de 100 N, 200 N e 300 N, a molasofre, respectivamente, deformações de 2 cm, 4 cm e 6 cm. Qual aintensidade da força deformadora quando a deformação for 11 cm? ResoluçãoA constante elástica é:K= F 100 200 300 k= k = 50 N/cm x 2 4 6Para a mola em questão, uma deformação elástica de11 cm corresponde a uma força de:Portanto:F = k.x F = 50.11 F = 550 N
  • 1 – Um corpo de massa 4 kg é lançado num planohorizontal liso, com velocidade inicial de 40 m/s.Determinar a intensidade da força resultante que deveser aplicada, sobre o corpo, contra o sentido domovimento, para pará-lo em 20 s.
  • 2 – Seja um corpo de massa 2 kg, em repouso, apoiadosobre um plano horizontal sob a ação das forçashorizontais F1 e F2 de intensidades 10 N e 4 Nrespectivamente, conforme indica a figura. F2 F1a) Qual a aceleração adquirida pelo corpo?b) Achar a velocidade e o espaço percorrido pelo corpo 10 s após o início do movimento.3 – Determine a aceleração adquirida por um corpo demassa 2 kg, sabendo que sobre ele atua uma forçaresultante de intensidade 8 N.
  • 4 – Um bloco de massa 4 kg desliza sob um planohorizontal sujeito a ação das forças F1 e F2, conformeindica a figura. Sendo a intensidade das forças F1 = 15N e F2 = 5 N, determine a aceleração do corpo. F2 F15 – Um astronauta com traje completo tem uma massade 120 kg. Determine a sua massa e o seu peso quandofor levado para Lua, onde a gravidade éaproximadamente 1,6 m/s2.6 – Qual é o peso, na Lua, de um astronauta que naTerra tem peso 784 N? Considere gT = 9,8 m/s2 egL = 1,6 m/s2.
  • 7 – A constante elástica de uma mola é de 30 N/cm.Determine a deformação sofrida pela mola ao sersolicitada por uma força de intensidade 120 N.8 – O gráfico mostra como varia a intensidade da forçatensora aplicada a uma mola em função da deformaçãoproduzida.a) Qual a constante elástica da mola?b) Qual a intensidade da força tensora quandox = 10 cm
  • 9 – (UFMG-95) Um homem empurra um caixote paraa direita, com velocidade constante, sobre umasuperfície horizontal. Desprezando-se a resistência doar, o diagrama que melhor representa as forças queatuam no caixote é: d
  • 10 – (UFMG-96) Uma pessoa está empurrando umcaixote. A força que essa pessoa exerce sobre o caixoteé igual e contrária à força que o caixote exerce sobreela. Com relação a essa situação assinale a alternativacorreta:a) a pessoa poderá mover o caixote porque aplica aforça sobre o caixote antes de ele poder anular essaforça.b) a pessoa poderá mover o caixote porque as forçascitadas não atuam no mesmo corpo.c) a pessoa poderá mover o caixote se tiver uma massamaior do que a massa do caixote.d) a pessoa terá grande dificuldade para mover ocaixote, pois nunca consegue exercer uma força sobreele maior do que a força que esse caixote exerce sobreela.
  • 10 – (UFMG-96) Uma pessoa está empurrando umcaixote. A força que essa pessoa exerce sobre o caixoteé igual e contrária à força que o caixote exerce sobreela. Com relação a essa situação assinale a alternativacorreta:a) a pessoa poderá mover o caixote porque aplica aforça sobre o caixote antes de ele poder anular essaforça.b) a pessoa poderá mover o caixote porque as forçascitadas não atuam no mesmo corpo.c) a pessoa poderá mover o caixote se tiver uma massamaior do que a massa do caixote.d) a pessoa terá grande dificuldade para mover ocaixote, pois nunca consegue exercer uma força sobreele maior do que a força que esse caixote exerce sobreela.
  • 11 – (UNIPAC) Todas as alternativas contêm um parde forças de ação e reação, EXCETO:a) a força com que a Terra atrai um tijolo e a forçacom que o tijolo atrai a Terra.b) a força que uma pessoa, andando, empurra ochão para trás e a força com que o chão empurra apessoa para frente.c) a força com que um avião, empurra o ar para tráse a força com que o ar empurra o avião para frente.d) a força com que um cavalo, puxa uma carroça e aforça com que o carroça puxa o cavalo.e) o peso de um corpo colocado sobre uma mesahorizontal e a força normal da mesa sobre ele.
  • 11 – (UNIPAC) Todas as alternativas contêm um parde forças de ação e reação, EXCETO:a) a força com que a Terra atrai um tijolo e a forçacom que o tijolo atrai a Terra.b) a força que uma pessoa, andando, empurra ochão para trás e a força com que o chão empurra apessoa para frente.c) a força com que um avião, empurra o ar para tráse a força com que o ar empurra o avião para frente.d) a força com que um cavalo, puxa uma carroça e aforça com que o carroça puxa o cavalo.e) o peso de um corpo colocado sobre uma mesahorizontal e a força normal da mesa sobre ele.
  • 12 – (PUC 2000) Uma força constante atuandosobre um certo corpo de massa m produziu umaaceleração de 4,0 m/s 2. Se a mesma força atuarsobre outro corpo de massa igual a m/2 , a novaaceleração será, em m/s2 :a) 16,0b) 8,0c) 4,0d) 2,0e) 1,0