DINÂMICA Leis de Newton Um pouco de história... “Aristóteles afirmava que, se um corpo está em repouso, ele tende a permanecer o resto de sua existência em repouso. Para que o corpo entre em movimento, é necessário aplicarmos uma força sobre ele” Um pouco de história... Dois princípios fundamentava a teoria: Se um corpo está em movimento (possui velocidade), uma força deve necessariamente atuar sobre ele. Força é uma grandeza proveniente exclusivamente de esforço muscular e está diretamente relacionada à velocidade. Um pouco de história... “Galileu observou que, quando um corpo já está em movimento, ele não para imediatamente depois de cessada a ação da força. Notou também que, quanto mais lisa fosse a superfície em que o corpo deslizasse, maior era a distância percorrida até parar” Um pouco de história... Novos princípios fundamentam as ideias de Galileu: Lei da Inércia Se um corpo está em movimento e nenhuma força agir sobre ele, ele tenderá a permanecer em MRU. Força não é uma grandeza necessariamente relacionada a esforço muscular, ela pode ser aplicada por outros objetos. É possível existir movimento sem força. Um pouco de história... Isaac Newton, físico do século XVIII, pôs fim a essa questão. Baseando nos trabalhos de Galileu elaborou três leis que, juntas explicam todos os movimentos na superfície da Terra. Reafirmou as ideias de Galileu e acrescentou novos elementos. 1ª Lei de Newton ou Lei da Inércia Ônibus arrancando Ônibus freando Aplicações Aplicações Concluindo... A um corpo em repouso ou em MRU atribuímos o estado de equilíbrio. Apesar de serem diferentes, do ponto de vista da força resultante, são equivalentes Concluindo... A 1ª lei mostra que a massa é uma grandeza característica do corpo. Não varia com a posição, velocidade, temperatura, etc. É uma grandeza escalar. M ATA N D O A S O G R A ! ! ! 2ª Lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica a 𝐅𝐑 = 𝐦. 𝐚 1º Caso FR tem o mesmo sentido da velocidade V. Neste caso a aceleração a também tem o mesmo sentido de V e o movimento é acelerado, isto é, o módulo de V aumenta com o tempo. 2º Caso FR tem sentido contrário da velocidade V. Neste caso, a aceleração a tem sentido oposto ao de V e o movimento é retardado, isto é, o módulo de V diminui com o tempo. Unidade de medida SI unidade de massa m = kg unidade de aceleração a = m/s2 unidade de força F = N = kg.m/s2 3ª Lei de Newton ou Lei da Ação e Reação 𝑭𝑨𝑩 = −𝑭𝑩𝑨 Características Toda vez que um corpo A exerce num corpo B uma força , este também exerce em A outra força tal que essas forças: a) têm a mesma intensidade; b) têm a mesma direção; c) têm sentidos opostos; d) têm mesma natureza, sendo ambas de campo ou ambas de contato. O helicóptero é um aparelho capaz de levantar voo na vertical por possuir uma hélice na parte superior, que funciona como propulsor. Quando o motor é ligado, a hélice principal gira, impulsionando o ar para baixo. Pelo princípio da ação e reação, o ar aplica na hélice uma força de reação para cima; Aplica-se a 3ª Lei de Newton, cujo enunciado é: se um corpo exerce uma força sobre outro corpo, este reage sobre aquele com uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto As forças de ação e reação entre os corpos são denominadas forças de interação. A toda ação corresponde uma reação. aplica-se a 3ª Lei de Newton. Aplica-se a 3ª Lei de Newton, cujo enunciado é: se um corpo exerce uma força sobre outro corpo, este reage sobre aquele com uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto. Força Peso Denomina-se força peso (P) a força de campo gravitacional que a Terra exerce sobre qualquer objeto colocado próximo à sua superfície. Ela tem direção vertical e sentido para baixo. 𝑷 = 𝒎.g 𝑔 = 9,8𝑚/𝑠 2 ≅ 10𝑚/𝑠 2 Força Normal A força normal (N) é definida como a reação da superfície aplicada sobre o bloco. É sempre perpendicular à superfície e saindo dela. Aplicando a 1ª lei, percebemos que o corpo está em repouso (N = P). Como é o funcionamento de uma balança? Ao apoiarmos um objeto sobre uma balança esse objeto empurra a balança para baixo. Essa força é medida pela balança através da compressão da mola. Como o corpo está em repouso N = P. Lei de Hooke (Força Elástica) A intensidade da força elástica (Fel) é proporcional à deformação (x). 𝑭𝒆𝒍 = 𝒌. 𝒙 Força de Tração A força de tração (T) é definida como sendo a força transmitida através da corda. Tem sempre a mesma direção da corda. Aplicando a 1ª lei, percebemos que o corpo está em repouso (T = P). Força de atrito É uma força que surge toda vez que um corpo apoiado sobre uma superfície é forçado a se movimentar, ou quando um corpo se arrasta sobre uma superfície. A força de atrito possui propriedades diferentes quando está atuando sobre um corpo em repouso ou movimento. Atrito estático (atrito máxima) É a força de atrito que atua enquanto o corpo está em repouso. De acordo com a 1ª lei → 𝑟𝑒𝑝𝑜𝑢𝑠𝑜 → 𝐹𝑅 = 0 → 𝐹 = 𝐹𝑎𝑡 Aumentando a força aplicada (F) aumenta força de atrito (Fat). Esse aumento tem um limite denominado força de atrito estático máximo. Se força aplicada superar o limite, o corpo entra em movimento. A Fatmáx depende de dois fatores: Da aspereza das superfícies. E da compressão (N) que o corpo exerce sobre a superfície. 𝑭𝒂𝒕𝒎á𝒙 = 𝝁𝒆 . 𝑵 Aplicando Quando estamos caminhando a força de atrito estático nos empurra para a frente. Atrito cinético (ou dinâmico) É a força de atrito que atua a partir do momento em que o corpo entra em movimento e se arrasta pela superfície. A força de atrito cinético é constante e independe da velocidade do corpo. A Fat depende dos mesmos fatores que a Fatmáx. 𝑭𝒂𝒕 = 𝝁𝒄 . 𝑵 O coeficiente de atrito cinético é menor que o coeficiente de atrito estático. Analisando... Ao entrar em movimento a força aplicada torna-se maior que a força de atrito (𝐹𝑅 ≠ 0). O corpo tem agora aceleração, indicando que sua velocidade está aumentando. Acesse o blog e divirta!!!