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Portanto, a
Quanto maior a massa de um corpo maior a sua maior é
sua tendência de permanecer em
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME.
É uma grandeza escalar, cuja unidade no S.I. é o quilograma [Kg].
é uma propriedade intrínseca de um corpo, a
, ou seja,
.... ou em
INÉRCIA
REPOUSO
massa
qual mede sua resistênciaà variação de velocidade, ou aceleração.
OBS: a massade um corpo é independente do processo de medição.
A massa é uma das propriedades físicas da matéria. Pode ser entendida como uma
expressão de sua inércia ou ainda como a quantidade de matéria que compõe um
corpo.](https://image.slidesharecdn.com/aula1seriecemvsalunoparte1-3bimdinamica-leisdenewton15082023-230824230225-7c8fb5e6/75/AULA-1-SERIE-CEMVS-ALUNO-PARTE-1-3-BIM-DINAMICA-LEIS-DE-NEWTON-15-08-2023-pdf_20230824_195457_0000-pdf-9-2048.jpg)
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AULA 1º SERIE CEMVS (ALUNO) PARTE 1 - 3º BIM DINAMICA - LEIS DE NEWTON 15 08 2023.pdf_20230824_195457_0000.pdf
- 1. Dinâmica: Leis deNewton Professor : José Arimateia 15 de agosto de 2023 1
- 2. 2 1º Lei deNewton –Princípio da Inércia • • • 2º Lei de Newton –Princípio Fundamental da Dinâmica 3º Lei de Newton –Princípio da Ação e Reação
- 3. 3 Definição:Na ausência deforças, um corpo em repouso continua em repouso, e um corpo em movimento continua em movimento em linha reta e com velocidade constante. Um corpo em repouso tende a continuar em repouso Um corpo em movimento tende a continuar em movimento Primeira Lei de Newton
- 4. 5 Quando o ônibusfreia, os passageiros tendem, por inércia, a prosseguir com a velocidade que tinham, em relação ao solo. Assim, são atirados para frente em relação ao ônibus. Exemplos
- 5. 7 Um corpo emmovimento tende a continuar em movimento Primeira Lei de Newton (Aplicação)
- 6. 8 Um corpo emrepouso tende a continuar em repouso Primeira Lei de Newton (Aplicação)
- 7. 9 Como fazer paravencer a inércia ? É preciso a intervenção de uma força capaz de vencer sua inércia de movimento e freá-lo juntamente com o carro. Primeira Lei de Newton (Aplicação)
- 8. 10 •A massa éuma medida de inércia do corpo. Portanto, quanto maior a massa de um corpo maior é a sua inércia. Primeira Lei de Newton (Aplicação)
- 9. 11 Portanto, a Quanto maiora massa de um corpo maior a sua maior é sua tendência de permanecer em MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME. É uma grandeza escalar, cuja unidade no S.I. é o quilograma [Kg]. é uma propriedade intrínseca de um corpo, a , ou seja, .... ou em INÉRCIA REPOUSO massa qual mede sua resistênciaà variação de velocidade, ou aceleração. OBS: a massade um corpo é independente do processo de medição. A massa é uma das propriedades físicas da matéria. Pode ser entendida como uma expressão de sua inércia ou ainda como a quantidade de matéria que compõe um corpo.
- 10. 13 Exemplos: Neste caso, amassa dos corpos continua tendo Quando um corpo está em movimento e freia bruscamente, ele é arremessado para frente, pois todo corpo que está em movimento tende permanecer em movimento. relação com sua INÉRCIA?
- 11. 14 Quando a resultantedas forças que atuam em um corpo é nula dizemos que o corpo está em EQUILÍBRIO. Existem dois tipos de equilíbrio: Equilíbrio Estático: equilíbrio de um corpo em repouso. Equilíbrio Dinâmico: equilíbrio de um corpo em movimento retilíneo uniforme. F = F = 0 F = 0 F = 0 R x y z F = 0
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- 13. 16 a) b) c) d ) Exemplo: Em relação aum referencial inercial, tem-se que a resultante de todas as forças que agem em uma partícula é nula. Ela está necessariamente em repouso. Ela está necessariamente em movimento. Ela está necessariamente em equilíbrio estático. Ela pode estar em repouso ou em MRU. Então é correto afirmar que:
- 14. 17 • • Comprovação prática daprimeira lei de Newton Para visualizar a simulação acesse: • http://www.youtube.com/watch?v=6BFR26hcbko
- 15. 18 ????? o seu estadode equilíbrio (saia do repouso, por exemplo)? 2. Por que os astronautas parecem flutuar quando estãonoespaço? 3. Por que, quem está do outro lado do mundo, não “cai para baixo”? Mas antes de responder, precisaremos conhecer alguns conceitos fundamentais da Física ... 1. O que faz um corpo mudar Imagem: NASA / Domínio Público
- 16. 19 Qualquer agente capazde produzir num corpo uma aceleração e/ou uma deformação. Força Imagem: Brooke Novak / Creative Commons Attribution 2.0 Generic Imagem: Uwe W. / NASA / Domínio Público Imagem: Thue/ Domínio Público
- 17. 20 Onde estão asForças? Elas estão presentes em todas as situações cotidianas. Até mesmo onde você nem imagina. Sempre há um tipo de força envolvida num fenômeno.
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- 19. 22 Forças Fundamentais daNatureza Na Natureza, existem apenas quatro tipos de força listadas abaixo em ordem decrescente de intensidade. 1.Força Nuclear Forte:força responsável por manter o núcleo do átomo coeso. 2.Força Nuclear Fraca: força que cinde (separa, reparte) as partículas. 3.Força Eletromagnética: força de interação entre partículas que possuem carga elétrica. 4.Força Gravitacional: força de interação entre corpos que possuem massa.
- 20. 23 Classificação das Forças Forçasde Contato: são forças que surgem no contato de dois corpos. Ex.: Quando puxamos/empurramos um corpo. Imagem: Stougard/ GNU FreeDocumentation License Imagem: Tsar Kasim/ Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic
- 21. 24 Forças de Campo:são forças que atuam à distância, dispensando o contato. Ex.: Ímã e um metal, Satélite e Terra. Classificação das Forças Imagem: Zureks/ CreativeCommonsCC0 1.0 Universal PublicDomain Dedication Imagem: NASA / Domínio Público
- 22. 25 Força Resultante Soma vetorialdas forças atuantes sobre um corpo. 𝐹𝑅=𝐹1+𝐹2+𝐹3+⋯+𝐹𝑁 𝑁 𝐹𝑅=𝐹𝑖 𝑖=1 𝐹 𝐹 1 4 A Força resultante pode ser pensada como uma força que “substitui” todas as outras, realizando o mesmo trabalho.
- 23. 26 Força Resultante O SENTIDODA FORÇA das outras forças atuantes. 1º Caso: Forças atuantes na MESMA DIREÇÃO E SENTIDO. A INTENSIDADE DA FORÇA RESULTANTE é obtida pela SOMA das intensidades das forças atuantes. 2 𝐹 𝐹 1 𝐹𝑅 𝐹 𝑅 = 𝐹 1 + 𝐹 2 RESULTANTE é o mesmo
- 24. 27 Força Resultante 3º Caso:Forças PERPENDICULARES. A INTENSIDADE DA FORÇA RESULTANTE é obtida pelo TEOREMA DE PITÁGORAS. 𝐹 𝐹 2 𝐹 𝐹 1 1 𝐹2 𝐹 2 = 𝐹 1 2 + 𝐹 2 𝑅 2 Utilizando a regra do polígono (faz-se coincidir o início de uma força com o final da outra e ligam-se às extremidades, fechando-se o polígono), obtemos o SENTIDO DA FORÇA RESULTANTE.
- 25. 28 2ª Lei deNewton: “Princípio Fundamental da Dinâmica” “A mudança do estado de movimento de um corpo é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção da linha reta na qual aquela força foi imprimida” (Isaac Newton -Principia) FR =m.a Imagem: Tsar Kasim/ Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic F=1N a=1m/s² m =1kg No sistema internacional, Força é dada em newtons(N) A força de 1N é a força que aplicada em um corpo de massa 1kg. Provoca uma aceleração de 1m/s²
- 26. 29 Unidades 1 kgf =9,8 N Segunda Lei de Newton Princípio Fundamental da Dinâmica: Se a 𝐹ԦRé a resultante das forças que agem em uma partícula, então, em consequência de 𝐹 Ԧ R, a partícula adquire na mesma direção e no mesmo sentido da força uma aceleração 𝑎Ԧ, cujo módulo é diretamente proporcional à intensidade da força Se a aceleração está para a direita a força também está para a direita Elas sempre vai ter a mesma direção e o mesmo sentido.
- 27. 30 Segunda Lei deNewton Definição:A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à força que atua sobre ele e tem a mesma direção e o mesmo sentido desta força F = m . a Kg F a
- 28. 31 Percebemos que Massae Aceleração são grandezas inversamente proporcionais 1.A força que a mão exerce na caixa; 3. Duas vezes a força sobre uma massa duas vezes maior, produz a mesma aceleração original. 2. Duas vezes a força produz uma aceleração duas vezes maior 1. A força que a mão exerce aceleraa caixa; 2. A mesma força sobre uma massa duas vezes maior causa metade da aceleração; 3. Sobre uma massa três vezes maior, causa um terço da aceleração original.
- 29. 32 Força Peso “Todos nósestamos “presos ao chão” por causa da existência de uma Força de Atração do Campo Gravitacional da Terra que nos puxa na vertical, para baixo, com a aceleração gravitacional... O Peso é uma força de campo que atua no campo gravitacional de um corpo celeste, que tem sempre o sentido de aproximar o objeto que está sendo atraído para o centro desse corpo”. KAZUHITO, Yamamoto. FUKE, Luiz Felipe. Física para o Ensino Médio. Saraiva. 2010. Sendo ma intensidade da massa do objeto e g, a da aceleração da gravidade, seu peso é determinado pelo Princípio Fundamental da Dinâmica. 𝐹 𝑅 = 𝑚 ∙ 𝑎 Ԧ → 𝑷 ≡ 𝑭 𝒐 𝒓 ç 𝒂 𝑷 𝒆 𝒔 𝒐 𝒐 𝒏 𝒅 𝒆 ቐ 𝒎 ≡ 𝑴 𝒂 𝒔 𝒔 𝒂 𝒅 𝒐 𝒄 𝒐 𝒓 𝒑 𝒐 𝒈 ≡ 𝑨 𝒄 𝒆 𝒍 𝒆 𝒓 𝒂 ç ã 𝒐 𝒅 𝒂 𝒈 𝒓 𝒂 𝒗 𝒊 𝒅 𝒂 𝒅 𝒆 𝑷 = 𝒎 ∙ 𝒈 Forças Importantes Imagem: OlegAlexandrov/ Domínio Público
- 30. Exemplos 𝑠 2 33 M =0,2kg Minha massa é: 62kg, qual é o meu peso na terra e qual seria o meu peso na lua Meu peso na terra sabendo que a gravidade na lua é 1,6 m/? Meu peso na terraP = m.g P = m.gP = 62.1,6 P = 62.10P = 99,2N P = 620N O peso de uma partícula é 2 N, qual é a sua massa? Sabendo que a g = 10 m/𝑠 Meu peso na terra P = m.g 2= m.10 2 𝑚 = 1 0 2
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- 32. Exemplos 35 Nas figuras abaixorepresentamos as forças que agem nos blocos (todos de massa igual a 2 kg) Determine, em cada caso, o modulo da aceleração desses blocos. F1= 4 Na) Sabemos que força resultante é calculado assim: F2= 3 N F1= 3 N F1= 3N F1= 4 N F2= 4 N F3= 2 N F2= 4 N 𝐹 𝑅 = 𝑚 . 𝑎 4 𝑚 𝑎 = 𝑎 = 2 4 = 2 . 𝑎 2 𝑠 2 𝑏 ሻ 𝐹 𝑟 = 𝑚 . 𝑎 7 𝑚 7 = 2 . 𝑎 2 𝑎 = 𝑎 = 3 , 5 𝑚 Τ 𝑠 2 𝑠 2 d) 𝑐 ሻ 𝐹 = 𝑚 . 𝑎 4 n 𝐹 = 𝑚 . 𝑎 𝑅 𝑅 5 = 2 . 𝑎 5 = 2 . 𝑎 3n 5 5 𝑥 2 = 3 2 + 4 2 𝑎 = 𝑎 = 2 2 𝑥 2 = 9 + 1 6 𝑎 = 2 , 5 𝑚 Τ 𝑠 2 𝑎 = 2 , 5 𝑚 Τ 𝑠 2 𝑥 2 = 2 5 𝑥 = 2 5 𝑥 = 5 𝑁
- 33. 36 Resolvendo Fr= m.a Fr= 0,5. 2 FR = 0,5 . 2 Exemplo 2 Qual a força resultante que atua em uma partícula de massa 0,5 kg e aceleração 2 m/s2? Fr= 1 N
- 34. 37 Calculando Exemplo 3 Um corpode massa 100 kg possui um peso igual a ......N na terra e ........ N em Júpeter. Adote: gT= 10 m/s2 e gJ= 25 m/s2 P = m . g P = 100. 10 P = 1000 N P = m . g P = 100. 25 P = 2500 N
- 35. 38 Força Peso ForçasImportantes 𝑃 𝑃 𝑃 𝑃 𝐹 Ԧ 𝑃 𝑃 𝑃 Lembre-se: A Força Peso é SEMPRE VERTICAL PARA BAIXO em relação à Terra.
- 36. 39 O que éforça normal? O que é força normal? Trata-se de uma resposta da superfície ao objeto a fim de suportar a força peso. A força peso não constitui um par de ação e reação Por que? Precisam ser aplicadas em corpos diferentes
- 37. 40 Em deslocamentos horizontais ourepouso, a força resultante vertical é zero. Nesse caso, N = P. Força Normal É a força de reação que uma superfície exerce sobre um corpo nela apoiado. Forças Importantes Ela tem esse nome por sempre formar um ângulo de 90º com a superfície. P N Imagem: Stannered/ Domínio Público
- 38. 41 Força Normal 𝑁 Forças Importantes Lembre-se: AForça Normal é SEMPRE PERPENDICULAR à superfície de apoio. 𝑁 𝑁 = 0 𝑁 𝐹 Ԧ 𝑁 Pois o corpo não está apoiado em nenhuma superfície
- 39. 42 Força de Tração Umfio transmissor de força considerado ideal quando ele é É a força que é aplicada pelos fios (cordas, tirantes, cabos, etc.) para puxar algum corpo. é INEXTENSÍVEL, FLEXÍVEL E DE MASSA DESPREZÍVEL. Imagem: Tsar Kasim/ Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic Imagem: Tech. Sgt. Dan Neely/ U.S. Air Force / Domínio Público
- 40. 43 Terceira Lei de Newton(Lei da Ação e Reação) Dúvida ? As forças de ação e reação estão aplicadas em corpos distintos e, portanto, nunca se equilibram. Definição:Quando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o corpo B reage sobre A, exercendo nele uma força de mesmo módulo, mesma direção e sentido contrário. As forças de ação e reação podem ser equilibradas ?
- 41. 44 Terceira Lei deNewton (Aplicação) B A O indivíduo B reagiu sobre A ? A “carada” foi tão intensa quanto o “soco” ? Os efeitos produzidos pela ação e reação serão os mesmos? Sim, as forças de ação e reação têm sempre a mesma intensidade. Sim, não existe ação sem a correspondente reação. O indivíduo B aplicou uma violenta “carada” na mão de A Não, o efeito produzido pode ser diferente. Dependerá da resistência mecânica do corpo.
- 42. 45 “Ao atirar ,tome cuidado com o coice da arma” O que significa o coice da arma ? Os efeitos produzidos pela ação e reação serão os mesmos?
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- 45. 48 para frente Balões: oar que sai do balão impulsiona ele pra frente Ejeta o combustível para trás e empurra o avião para frente As turbinas do avião joga o ar para trás e empurra
- 46. 49 O que éforça normal? O que é força normal? Trata-se de uma resposta da superfície ao objeto a fim de suportar a força peso. A reação do peso existe e ela está na terra A força peso não constitui um par de ação e reação Por que? Precisam ser aplicadas em corpos diferentes 𝐹 𝑁 = 𝑃
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- 48. 51 Em deslocamentos horizontais ourepouso, a força resultante vertical é zero. Nesse caso, N = P. Força Normal É a força de reação que uma superfície exerce sobre um corpo nela apoiado. Forças Importantes Ela tem esse nome por sempre formar um ângulo de 90º com a superfície. P N Imagem: Stannered/ Domínio Público
- 49. 52 Força Normal 𝑁 Forças Importantes Lembre-se: AForça Normal é SEMPRE PERPENDICULAR à superfície de apoio. 𝑁 𝑁 = 0 𝑁 𝐹 Ԧ 𝑁 Pois o corpo não está apoiado em nenhuma superfície
- 50. 53 Força do campomagnético
- 51. 54 •As forças deação e reação estão aplicadas em corpos distintos e, portanto, nunca se equilibram; Não existe ação sem a correspondente reação; As forças de ação e de reação têm sempre a mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto. • •
- 52. 55 Terceira lei deNewton (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: 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.
- 53. 56 • Comprovação práticada terceira lei de Newton • Para visualizar a simulação acesse: http://www.youtube.com/watch?v=ffHVSGkQWIc https://www.youtube.com/watch?v=tgBcNg4oS2w
- 54. Aplicação das leisde Newton 57 a)O modulo da aceleração adquirida pelo conjunto b) A intensidade da força que A aplica em B. Exemplo Dois blocos, A e B, de massas respectivamente iguais a 2 kg e 3 kg, estão apoiados numa superfície horizontal perfeitamente lisa. Uma força F, de intensidade constante F = 10 N é aplicada no bloco A. determine: 3kg 10kg 2kg A aceleração do bloco A é a mesma do bloco B e a mesma do conjunto 𝐹 Ԧ 𝑎 ሻ 𝐹 𝑅 = 𝑚 . 𝑎 𝐹 𝑅 = 𝑚 . 𝑎 F –FBA = mA.a 10 –FBA = 2a Vamos pensar no bloco A Quais são as forças que são Vamos pensar no bloco B Quais são as forças que são aplicadas no bloco A? FAB= mB.a aplicadas no bloco A? FAB =3a
- 55. 59 1 0 −𝐹 𝐵 𝐴 = 2 𝑎 F A B = 3 𝑎 + 10 -f + f = 2a + 3a 10 = 5a Escrevendo um sistema e calculando a aceleração Como posso fazer isso mais rápido? Isso para encontrar a aceleração a = 10/5 a = 2 m/s2 Qual é a força que empurra esse tudo para a direita? 1 0 = 5 . 𝑎 Usando o método da substituição 10 –3a = 2a => 10 = 5a a= 10/5 2 a = 2 m/s b) FAB= 3a FAB=3.2 f = 6 N 1 0 𝑎 = 5 𝐹 𝑅 = 𝑚 . 𝑎 𝑎 = 2 𝑚 / 𝑠 2
- 56. 60 12 =6a a =12/6a = 2 ms2 b.) calculando a intensidade da força de tração do fio. T = 2a => T = 2.2 T = 4 N Exercícios Dois corpos, A B de massas iguais a mA= 2 kg e mB= 4 kg, estão apoiados numa superfície horizontal perfeitamente lisa. O fio que liga A e B é ideal, isto é, de massa desprezível e inextensível. A força horizontal F tem intensidade 12 N, constante. Determine: a)O modulo da aceleração do sistema b)A intensidade da força de tração no fio que liga os corpos A e B. TVamos resolver o sistema. T 𝑎 𝐹 𝑟 = 𝑚 . 𝑎 ሻ 𝐹 − 𝑇 = 𝑚 . 𝑎 1 2 − 𝑇 = 4 . 𝑎 𝑇 = 𝑚 . 𝑎 𝑇 = 2 𝑎 𝑇 = 2 𝑎 𝑜 𝑙 ℎ 𝑎 𝑛 𝑑 𝑜 𝑝 𝑎 𝑟 𝑎 𝑜 𝑏 𝑙 𝑜 𝑐 𝑜 𝐴 𝑡 𝑒 𝑚 𝑜 : 1 2 − 𝑇 = 4 𝑎