Física Aplicada

Prof. Márcio T. de Castro17/05/2017

Capítulo 04

Leis de Newton

Técnico em Edificações

Parte I

2

Equilíbrio de uma Partícula

• Equilíbrio de uma Partícula: a resultante das

forças que agem na partícula é nula.

3

�� = �� + �� +⋯+ �� =

Equilíbrio de uma Partícula

• Equilíbrio Estático: quando a partículas se

apresenta em repouso em relação a um dado

referencial (velocidade nula).

4

Equilíbrio de uma Partícula

• Equilíbrio Dinâmico: quando a partícula se

apresenta em movimento retilíneo uniforme

em relação a um dado referencial (velocidade

constante).

5

Inércia

• Inércia: é a tendência dos corpos em

conservar sua velocidade vetorial.

• Massa: é uma medida proporcional à inércia

de um corpo.

Primeira Lei de Newton• 1ª Lei de Newton: se a resultante das forças que atuam

em um corpo for nula, o corpo permanecerá emrepouso (equilíbrio estático) ou em movimentoretilíneo uniforme (equilíbrio dinâmico).

Parte II

8

Segunda Lei de Newton

• 2ª Lei de Newton:

• �� = força resultante que age sobre um corpo

• m = massa do corpo

• a = aceleração do corpo

• Unidade (SI): newton (N).

RF ma=��� �

Forças Especiais

• Força Peso

• Força Normal

• Força de Tração

• Força Elástica

• Força de Atrito

Peso de um Corpo• Peso (): é a força de atração gravitacional exercida sobre um corpo

de massa m.

• Aceleração da gravidade (�): grandeza que mede a aceleração docorpo em queda livre.– Terra: g ≈ 10 m/s².

• Representação Vetorial: representamos a força peso no centro degravidade do corpo, sempre na vertical e para baixo.

Ex: A massa de uma pessoa é de 60 kg. Qual é o seu peso? P = 60 . 10 = 600 N

P m g= ⋅�� ��

Força Normal

• Força Normal (�): é a força exercida sobre um

corpo pela superfície na qual o corpo está

apoiado.

– Representação Vetorial: a força Normal é sempre

perpendicular à superfície.

Tração ou Tensão

• Tração ou Tensão ( ): são forças transmitidas

por meio de fios.

– Representação Vetorial: a força de tração sempre

“puxa” o corpo e tem a direção do fio.

Força Elástica• Força Elástica: forças transmitidas através de

molas.

• Fe = intensidade da força elástica

• K = constante elástica

• ∆x = deformação sofrida pela mola

– Representação Vetorial: sempre no sentido

contrário a deformação do corpo.

eF k x= ⋅∆

Força de Atrito

• Exemplo: Para medir a massa de um saco de

cimento utiliza-se uma balança, que possui

uma mola, de constante elástica 100 N/m,

que se deforma 1m. Qual é a massa do

cimento?

. 100.1 100

100. 10

10

eP F k x N

P m g m kg

= = ∆ = =

= ⇒ = =

Força de Atrito• Força de Atrito (���): é a força exercida sobre um

corpo quando o corpo desliza ou tenta deslizar sobreuma superfície.– Representação Vetorial: é sempre paralela à superfície e

tem o sentido oposto ao deslizamento.

Força de Atrito Estático• Força de Atrito Estático (0 ≤ fe ≤ μeN): agem entre

superfícies em repouso relativo.

• Coeficiente de Atrito Estático (μe): determinaçãoexperimental.

Ausência de Forças Sem Movimento Iminência de deslizamento

0

e

e

f F

f

=

=

e

e e

f F

f Nµ

=

<

e

e e

f F

f Nµ

=

=

Força de Atrito Cinético• Força de Atrito Cinético (fc = μcN): agem entre

superfícies em movimento relativo.

• Coeficiente de Atrito Cinético (μc): determinaçãoexperimental.

Movimento Uniforme Movimento Acelerado

c

c c

f F

f Nµ

=

=

c

c c

f F

f Nµ

<

=

c eµ µ=

Força de Atrito• Exemplo: Suponha uma caixa d’água com massa

mv de 22 kg sobre a superfície plana de uma laje.Ao enchermos a caixa d’água, ela chega a massamc de 1022 kg. Considerando que o coeficientede atrito cinético entre a caixa d’água e asuperfície é de 0,62, calcule a força de atritopara a caixa vazia e cheia ao ser arrastada.

. . 0,62.22.10 136,4

. . 0,62.1022.10 6336,4

c c c v

c c c c

f N m g N

f N m g N

µ µ

µ µ

= = = =

= = = =

Parte III

20

Terceira Lei de Newton

• 3ª Lei de Newton: a toda ação correspondeuma reação de mesma intensidade, mesmadireção e sentido oposto. As forças de ação ereação nunca atuam no mesmo corpo.

Diagrama de Forças

• Diagrama de Forças: representação de todas

as forças que atuam em um corpo.

Diagrama de Forças

Diagrama de Forças

Diagrama de Forças