Aula 13 e 14
Leis de Newton e Energia
Revisão
Estudo dos Movimentos
Princípio da Independência dos
Movimentos (Galileu)
• O movimento da bola é um movimento
bidimensional, sendo realizado nas
direções horizontal (X) e vertical (Y); este
movimento é composto de dois tipos
movimentos:
• - movimento uniforme na direção
horizontal (X)
• -movimento uniformemente variado na
direção vertical (Y)
Revisão: Lançamento
Princípio da Independência dos
Movimentos (Galileu)
• "Quando um móvel realiza um movimento
composto cada um dos movimentos
componentes se realiza como se os
demais não existissem."
• No nosso caso este princípio se aplica,
porque o movimento na direção horizontal
se realiza uniformemente, independente
do movimento na vertical que é
uniformemente variado.
• Um projétil é lançado do solo numa direção que
forma um ângulo com a horizontal. Sabe-se
que ele atinge uma altura máxima hmáx=15m e
que sua velocidade no ponto de altura máxima é
v=10m/s. Determine a sua velocidade inicial e o
ângulo de lançamento. Adote g=10m/s2.
Lançamento Horizontal
Resumo
A projeção horizontal (x) do móvel descreve um
Movimento Uniforme.
O vetor velocidade no eixo x se mantém constante, sem
alterar a direção, sentido e o módulo.
A projeção vertical (y) do móvel descreve um movimento
uniformemente variado.
O vetor velocidade no eixo y mantém a direção e o
sentido porém o módulo aumenta a medida que se
aproxima do solo.
Leis de Newton
3ª Lei: Ação e Reação
Newton enunciou que: "Quando um corpo
exerce uma força num segundo corpo,
este último reagirá sobre o primeiro com
uma força de mesma intensidade e
sentido contrário".
Importante:
Ao aplicarmos a terceira lei de Newton, não podemos
esquecer que as forças de ação e reação:
a) estão associadas a uma única interação, ou seja,
correspondem às forças trocadas entre apenas dois
corpos;
b) têm sempre a mesma natureza (ambas de contato ou
ambas de campo), logo, possuem o mesmo nome (o
nome da interação);
c) atuam sempre em corpos diferentes, logo, não se
equilibram.
Exemplo
• A figura a seguir mostra um bloco (o bloco
deslizante) de massa M = 3,3kg . Ele se move
livremente sem atrito, sobre uma fina camada
de ar na superfície horizontal de uma mesa. O
bloco deslizante está preso a uma corda que
passa em volta de uma polia de massa e atritos
desprezíveis e tem, na outra extremidade, um
segundo bloco (o bloco suspenso) de massa m
= 2,1kg. O bloco suspenso, ao cair, acelera o
bloco deslizante para a direita.
Energia
• Energia é um conceito muito abrangente e, por isso
mesmo, muito abstrato e difícil de ser definido com
poucas palavras de um modo preciso. Usando apenas a
experiência do nosso cotidiano, poderíamos conceituar
energia como "algo que é capaz de originar
mudanças no mundo". A queda de uma folha. A
correnteza de um rio. A rachadura em uma parede. O
vôo de um inseto. A remoção de uma colina. A
construção de uma represa. Em todos esses casos, e
em uma infinidade de outros que você pode imaginar, a
interveniência da energia é um requisito comum.
Energia Mecânica
• A palavra energia faz parte do nosso cotidiano.
Ouvimos falar muito sobre produção e consumo de
energia; as metas de desenvolvimento de uma
nação quase sempre estão relacionadas com sua
capacidade de produção e de consumo de energia.
• Falamos muito de energia nuclear, energia solar,
energia dos alimentos, energia elétrica e tantas
outras formas de energia.
• Energia e trabalho têm a mesma unidade de medida
no Sistema Internacional de Unidades de Medidas, o
joule ( J ).
Energia Mecânica
• A energia mecânica é aquela energia
devida a corpos em movimento (
energia cinética ) e / ou armazenada em
sistemas físicos ( energia potencial ).
Energia Cinética
• Para que um corpo esteja em movimento em
relação a um dado referencial é preciso que
haja uma forma de energia denominada
energia cinética. Sua intensidade é
proporcional a massa do corpo e a sua
velocidade desenvolvida.
• Em física, trabalho é uma medida da
energia transferida pela aplicação de uma
força ao longo de um deslocamento
• Se uma força F é aplicada a um corpo que
realiza um deslocamento d, o trabalho
realizado pela força é uma grandeza
escalar de valor:
• Portanto há duas condições para que uma
força realize trabalho:
• i) Que haja deslocamento
ii) Que haja força ou componente da força
na direção do deslocamento.
Exemplo: O trabalho realizado por uma força de 500 N sobre um bloco, que
atua na direção do deslocamento, para deslocar o bloco a uma distância de
10 m, é:
T = F d = 500 (N) 10 (m) = 5000 J.
• E quando a força não atua na direção do
deslocamento? Neste caso projetamos a
força na direção do deslocamento e
determinamos a sua componente e a
expressão para calcular o trabalho será
Teorema da Energia Cinética
• " O trabalho de uma força resultante é
medido pela variação da energia
cinética ".
-
• Exemplo: Qual o trabalho realizado pela
força resultante sobre o carro da figura em
3,0 s, considerando que o carro tem uma
massa de 500,0 kg?
Energia Potencial
• É a que tem um corpo que, em virtude de
sua posição ou estado, é capaz de
realizar trabalho.
• Podemos classificar a energia potencial
em:
Energia Potencial Gravitacional
Energia Potencial Elástica
Conservação da Energia Mecânica
• Uma esfera de massa 5 kg é abandonada
de uma altura de 45m num local onde g =
10 m/s2. Calcular a velocidade do corpo
ao atingir o solo. Despreze os efeitos do
ar.
Exercício
1) O corpo de 2 kg representado na figura
abaixo escorrega pela superfície curva
sem atrito, partindo do repouso de uma
altura de 3m. O corpo escorrega depois m
sobre uma superfície horizontal, lisa, até
ficar em repouso. Qual é a velocidade do
corpo à distância de 9m do fim da curva.
Fim da Aula