Interações à distância e de contato As quatro interações fundamentais da Natureza

3ª Lei de Newton Lei da Gravitação Universal

Força

Os físicos criaram o conceito de força para explicar as interações entre corpos e a consequente existência de movimentos mais ou menos complicados, no céu ou na Terra..

Para existir uma força tem de haver uma interação entre 2 corpos: um exerce a força e o outro sofre a ação dessa força.

Força

A força é uma grandeza vetorial que fica

caraterizada só quando se definem:

o ponto de aplicação;

a intensidade;

a direção;

o sentido.

A unidade de medida do Sistema Internacional é o

newton (N).

1N = 1 kg m s-2

Força Resultante

Soma Vetorial de todas as forças que atuam num

sistema.

Soma de duas forças com a mesma

direção, com o mesmo sentido e com

sentidos diferentes.

Regra do paralelogramo para somar

duas forças com direções diferentes. 2

2

2

1 FFFr

2

2

2

1 FFFr 21 FFFr

21 FFFr

21 FFFr

Interações à distância e de contato

Força de Contato – O agente que exerce a força

entra em contato com o objeto onde esta atua.

Força à distância – Não existe contato entre o

corpo que exerce a força e o que sofre a ação da

mesma.

Exemplos: Força de Tração, Força de Impacto,

Força Elástica, …

Exemplos: Força de atração Gravítica, Força de atração ou

repulsão elétrica, Força de atração ou repulsão magnética

Forças

As forças podem também ser distinguidas pela forma

como atuam.

Forças Definição Exemplos

Instantâneas Forças que atuam em pequenos intervalos de tempo

Tacada numa bola de bilhar

Constantes Forças que mantêm todas as suas caraterísticas durante o intervalo de tempo que que atuam.

Reação Normal que atua num corpo colocado numa superfície horizontal.

Variáveis Forças que modificam, pelo menos uma das suas caraterísticas (direção, sentido ou valos) durante o intervalo de tempo em que atuam.

Força elástica que atua num

arco à medida que este é

deformado.

Força gravítica que atua

num satélite em órbita à

volta da Terra (varia a

direção)

Forças Fundamentais da Natureza

Força Gravitacional

Força Eletromagnética

Força Nuclear Forte

Força Nuclear Fraca

Resultado da interação entre partículas com massa. É a menos intensa de todas. Por isso, embora atue entre todos os corpos, a maior parte das vezes não damos por ela. E sempre uma força atrativa e tem um alcance infinito.

Resultado da unificação entre a força elétrica (que atua em partículas com carga elétrica) e a força magnética (que atua em ímanes ou cargas elétricas em movimento). Pode ser atrativa ou repulsiva. Tal como a gravítica, tem alcance infinito.

Responsável pela estabilidade do núcleo atómico. É a interação mais intensa das quatro. É responsável pela coesão do núcleo atómico. O facto de conseguir manter unidos os protões nucleares mostra bem que é muito mais forte que a eletromagnética. Tem um alcance muito curto. Assim, dentro do núcleo atómico as interações nucleares dominam completamente, mas fora dele deixam de se fazer sentir.

Responsável pelo decaimento radioativo do neutrão. A interação nuclear fraca é um milhão de vezes menos intensa do que a forte e de alcance ainda muito menor. Existe, por exemplo, entre neutrinos ou entre quarks. É responsável pelo decaimento radioativo de certos átomos como o urânio, pois consegue transformar protões do núcleo atómico em neutrões.

Forças Fundamentais da Natureza

Intensidade Relativa* Alcance Agentes

Força Gravitacional 10-40 Ilimitado Todas as partículas

com massa

Força Eletromagnética 10-2 Ilimitado Partículas carregadas

eletricamente

Força Nuclear Forte 1 10-15 m (dimensão do

núcleo do átomo)

Nucleões

Força Nuclear Fraca 10-5 10-17 m

Alguns quarks

* Os valores da intensidade da força são relativos à interação nuclear forte

Partículas Elementares

3ª Lei de Newton

As forças descrevem a interação dos corpos, atuando sempre aos

pares, ou seja, quando um corpo exerce uma força sobre outro, o

segundo exerce também uma força sobre o primeiro.

Lei da Ação e Reação

Se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, então o corpo que exerce,

simultaneamente, sobre A e uma força com a mesma intensidade e direção, mas com

sentido oposto.

ABBA FF ,,

Força que o corpo

B exerce sobre o

corpo A

Força que o corpo

A exerce sobre o

corpo B

As forças ação reação têm pontos de aplicação diferentes e atuam em corpos distintos,

razão pela qual não se anulam.

O Peso e a Reação Normal são um par

de ação reação?

A reação normal e o peso são forças com a mesma

intensidade e sentidos opostos., mas não constituem

um par ação-reação, pois estão aplicadas no

mesmo corpo.

As forças ação reação têm pontos de aplicação diferentes e atuam em corpos distintos,

razão pela qual não se anulam.

Exercício

Lei da Gravitação Universal

Dois corpos atraem-se exercendo, um sobre o outro,

uma força que é diretamente proporcional às suas

massas e inversamente proporcional ao quadrado da

distância que os separa.

Fg - força gravitacional

G – constante de gravitação universal: G=6,67x10-11N m2/kg2

M e m- massa dos corpos

r – distância que separa os corpos

Lei da Gravitação Universal

2r

MmGFg 2r

MmGFg

F

F’ F

A interação gravitacional faz-se entre dois corpos à distância. Se um corpo exerce sobre outro

uma força F, o segundo exerce sobre o primeiro uma força de módulo igual e sentido oposto

F’=-F de acordo com a terceira Lei de Newton.

F

Lei da Gravitação Universal

Porque é que a Lua não cai para a Terra?

Se um corpo deixar de ter suporte,

cai para a Terra porque ela atrai

todas as coisas na direção do seu

centro e é igualmente atraída por

elas. Por isso, também atrai a Lua e

a Lua atrai a Terra. Mas se existe

essa atração, porque é que a Lua

não cai para a Terra? PUXÁ-LA.