Dinâmica
LEIS DE NEWTON
A Dinâmica tem por objetivo resolver problemas
básicos.
• Conhecendo o movimento de um corpo, caracterizar as
forças que agem sobre ele.
• Conhecendo as forças que agem sobre um corpo,
caracterizar seu movimento.
Força, de modo geral, é qualquer interação entre
corpos, capaz de modificar o estado de repouso ou de
movimento de um corpo ou, ainda, de lhe causar uma
deformação permanente ou temporária.
Força, de modo geral, é qualquer interação entre
corpos, capaz de modificar o estado de repouso ou
de movimento de um corpo ou, ainda, de lhe causar
uma deformação permanente ou temporária.
Força resultante (FR)
É a soma vetorial de todas as forças que estão interagindo com um
determinado corpo. Podemos pensar como sendo uma única força
que, se substituísse todas as outras que agem sobre um corpo,
produziria nele o mesmo efeito que todas as forças aplicadas.
Exemplos:
Se cada um dos rapazes ( são 3)
aplicarem cada um, uma força igual
a 20N, a força resultante nesse
60 N
caso será igual a ______________
( vamos desprezar o atrito entre os
pneus e o chão)
PRINCÍPIO DA INÉRCIA OU 1ª LEI DE NEWTON
Na ausência de forças, se um corpo estava
inicialmente em repouso, continuará em repouso; se
estava em movimento retilíneo, continuará se
movendo com a mesma velocidade e mesma
direção
Todo objeto permanece em seu estado de repouso
ou de movimento uniforme numa linha reta, a menos
que seja obrigado a mudar aquele estado por forças
imprimidas sobre ele.
Todo o corpo em repouso (inércia de repouso) tende a
permanecer em repouso ou todo corpo em movimento
retilíneo uniforme (MRU - inércia de movimento) tende a
permanecer em movimento e assim ficará em repouso ou em
MRU a menos que uma força externa o obrigue a sair destes
estados.
PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA DINÂMICA
OU 2ª LEI DE NEWTON
Antes de enunciar a 2ª lei de Newton vejamos
algumas ilustrações.
Imagine empurrar com a mesma força ( de mesma
intensidade, mesmo valor) diferentes corpos de massas
diferentes.
É fácil de perceber que
obteremos resultados
diferentes .
Qualquer alteração da velocidade de uma partícula é atribuída, sempre, a
um agente denominado força. Basicamente, o que produz mudanças na
velocidade são forças que agem sobre a partícula. Como a variação de
velocidade indica a existência de aceleração, é de se esperar que haja
uma relação entre a força e a aceleração. De fato, Sir Isaac Newton
percebeu que existe uma relação muito simples entre força e aceleração,
isto é, a força é sempre diretamente proporcional à aceleração que ela
provoca:
Um corpo sob ação de uma
força adquire uma aceleração”.
O valor da força que atua no
corpo
e
diretamente
proporcional á aceleração a que
a ele produz.
PRINCÍPIO DA AÇÃO E REAÇÃO
OU 3ª LEI DE NEWTON
Até aqui temos abordado força em seu sentido mais simples- um
empurrão ou um puxão. Num sentido mais amplo, uma força não é
uma coisa em si mesmo, mas surge como resultado da interação
entre uma coisa e outra. Imagine você sobre patins empurrando
uma pessoa também sobre patins. Quando você empurra a pessoa
a pessoa também está empurrando você. Você e a pessoa
empurram-se mutuamente. Há um par de forças envolvidas: o seu
empurrão sobre a pessoa e o empurrão de volta da pessoa sobre
você. Estas forças são iguais em valor ou magnitude, opostas
em sentido e constituem uma única interação
Nessa fórmula:
FR é a resultante de todas as forças
que agem sobre o corpo. ( unidade no
S.I.) N ( newton)
m é a massa do corpo ( unidade no
S.I. é o quilograma (kg)
a é a aceleração adquirida pelo corpo
(unidade no S.I. é m/s²)
Alguns exemplos:
1) Considere o punho de um boxeador atingindo
massivo saco de treinamento. O punho golpeia o saco
( e produz uma cavidade nele), enquanto o saco
golpeia o punho de volta ( e interrompe o movimento
dele) Ao atingir o saco, há uma interação com o saco
que envolve um par de forças.
Estas forças constituem o par
AÇÃO e REAÇÃO. Observe
que as forças de ação e
reação
estão
sempre
aplicadas
em
corpos
diferentes, por isso não se
anulam
2) Na interação entre o martelo e a estaca, cada um
exerce a mesma quantidade de força sobre o outro.
3) A Terra exerce sobre o corpo uma força denominada
FORÇA PESO (P) . Pelo Princípio da ação e reação, o
corpo também exerce sobre a Terra uma força de mesma
intensidade, mesma direção e sentido contrário (-P)
Estas forças constituem o par
AÇÃO e REAÇÃO. Observe que as
forças de ação e reação estão
sempre aplicadas em corpos
diferentes, por isso não se anulam
P=m.g
4) O acrobata A exerce uma força de compressão igual ao
seu peso, sobre a cabeça do acrobata B . O acrobata B
reage e exerce sobre A uma força de reação que, por ser
perpendicular a superfície de contato, é chamada de
reação normal do apoio.
A força normal (N) componente
da força de contato, age
sempre no sentido de impedir a
interpenetração. A força normal
(N)
possui
direção
perpendicular superfície de
contato.
P= Força peso do corpo (N)
m= massa do corpo (kg)
g= aceleração da
gravidade(m/s²)
IMPORTANTE:
INTERAÇÃO À DISTÂNCIA: dois corpos podem interagir,
ou seja, trocar forças sem que entre eles haja contato. Um
corpo sofre a influência de outro através de um meio
transmissor dessas forças que chamamos de campo. Por
essa razão, as interações à distância são chamadas de
FORÇAS DE CAMPO. A força peso é uma força de
campo.
INTERAÇÃO DE CONTATO: quando dois sólidos
comprimem um ao outro, a rigidez desses corpos, no
sentido de impedir a interpenetração (dois corpos não
podem ocupar o mesmo local ao mesmo tempo), resulta na
chamada força de contato. A força de atrito, a força
normal, força de tração, força elástica são exemplos de
força de contato.