Caderno 1 Capítulo 3 DINÂMICA: Força e Movimento www.aveiros.com.br Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana 3.1 – Força e suas características. “Para todo efeito, há uma causa; para toda ação, há uma reação”. Dinâmica: É a parte da Mecânica que analisa os movimentos, fazendo as relações entre causas e efeitos. O estudo dos movimentos que relacionam as causas e os efeitos é a essência da Dinâmica. Força: Para se compreender o conceito de força, que é algo intuitivo, pode-se basear em dois tipos de efeitos, dos quais ela é causa: Deformação: efeito estático da força; o corpo sofre uma modificação em seu formato, sob a ação da força. Aceleração: efeito dinâmico da força, em que o corpo altera a sua velocidade vetorial, isto é, varia pelo menos umas das seguintes características da velocidade: direção, sentido e módulo, quando sujeito à ação da força. Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana Conceito de Força - Força: todo agente capaz de produzir deformação num corpo ou modificar o estado cinético (repouso ou movimento) de um objeto. - Força de contato: força cuja atuação se dá por contato direto ou indireto. - Força de campo: força cuja atuação se dá sem contato direto ou indireto, mas por causa da “ação à distância” devido a esse campo. Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana Dinamômetro DINAMÔMETRO: Chama-se dinamômetro todo aparelho graduado de forma a indicar a intensidade da força aplicada em um dos seus extremos. Internamente, o dinamômetro é dotado de uma mola que se distende à medida que se aplica a ele uma força. Grandeza escalar: é definida quando precisamos somente de um valor numérico associado a uma unidade de medida para caracterizar uma grandeza física. Uma grandeza vetorial só pode ser conhecida se possui as três características: - Direção; - Sentido; - Intensidade ou módulo. Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana Conceito de Força Podemos definir “força” sob dois aspectos: Estático e outro Cinemático. Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana UNIDADES DE FORÇA: Serão apresentadas aqui três unidades utilizadas para se exprimir o valor de uma força em três diferentes sistemas de unidades: o CGS, o MKS (Sistema Internacional de Unidades) e o MK*S (MKS técnico). No quadro a seguir, apresentamos as unidades fundamentais de cada sistema, bem como as unidades de força de cada um deles. SISTEMA COMPRIMENTO MASSA TEMPO FORÇA SI (MKS) m kg s kg . m/s = (N) (newton) CGS cm g s g . cm/s2 m utm s utm . m/s2 (quilogramaforça) (kgf) MK*S (dina) (dyn) 1.Um newton é a intensidade da força que, aplicada a um corpo de massa 1 kg, transmite ao mesmo uma aceleração de 1 m/s2 . F = m . a F = 1 kg . 1 m/s2 F = 1 N 2.Um quilograma-força corresponde ao peso de um corpo de massa 1 kg num local onde g = 9,8 m/s2. F = m.a F = 1kg . 9,8m/s2 F = 9,8 N F = 1 kgf OBS.: 1N = 105 d e 1kgf = 9,8 N Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana Isaac Newton Isaac Newton (1642-1727) nasceu em Woolsthorpe (Inglaterra). Foi educado na Universidade de Cambridge e considerado aluno excelente e aplicado. Newton fez descobertas importantes em Matemática, Óptica e Mecânica. Em sua obra “Princípios Matemáticos de Filosofia Natural”, enunciou as três leis fundamentais do movimento, conhecidas hoje como leis de Newton. Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana 3.2 - Leis de Newton Primeira lei de Newton ( Princípio da Inércia ) Isso significa que um ponto material isolado possui velocidade vetorial constante. Inércia é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação em sua velocidade. Um corpo em repouso tende, por inércia, a permanecer em repouso. Um corpo em movimento tende, por inércia, a continuar em MRU. Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana Primeira lei de Newton ( Princípio da Inércia ) Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana 3.4 - Segunda lei de Newton (Princípio fundamental da Dinâmica) • A resultante das forças aplicadas a um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida: FR m a Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana 3.5 - Terceira lei de Newton (Princípio da ação-e-reação) Toda vez que um corpo A exerce num corpo B uma força , este também exerce em A outra força tal que essas forças: têm a mesma intensidade; têm a mesma direção; têm sentidos opostos; têm mesma natureza, sendo ambas de campo ou ambas de contato. Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana 3.5 - Terceira lei de Newton (Princípio da ação-e-reação) Sempre que exerces uma força sobre um corpo, esse corpo exerce sobre ti uma força com a mesma direção, a mesma intensidade, mas sentido oposto à tua. Se exerceres uma força sobre um determinado objeto (Força1)... ... esse objeto também exerce uma força sobre ti (Força2), de igual valor e direção, mas de sentido oposto à força que exerceste sobre ele. Estas duas forças, 1 e 2, formam um par a que se dá o nome de Par Ação-Reação. Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana Capítulo 3 Dinâmica Newtoniana Capítulo 3 Exercícios: 01) Determine a aceleração em cada caso abaixo: Dinâmica Newtoniana