24/10/2009

Prof. Adenilza | Física

TRABALHO

DE FÍSICA DINÂMICA: RESUMO TEÓRICO

DINÂMICA

1- INTRODUÇÃO:

Dinâmica: é a parte da Mecânica que estuda os movimentos e as causas que os produzem ou

os modificam.

1.1 – Massa

É a grandeza que atribuímos a cada corpo obtida pela comparação do corpo com um

padrão.

UNIDADES:

1.2 – força

é a causa que produz num corpo variação de velocidade e, portanto, aceleração.

Unidade no SI:

2. LEI DE NEWTON: leis do movimento mecânica clássica

2.1 - Primeira Lei de Newton

Princípio da Inércia:

Qualquer corpo em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme tende a

permanecer nesses estados, a menos que seja obrigado a alterá-lo por aplicação de

forças externas.

A força é a causa que produz num corpo variação de velocidade, portanto, aceleração.

O princípio da inércia pode ser observado no movimento de um ônibus Quando o ônibus

"arranca" a partir do repouso, os passageiros tendem a deslocar-se para trás. Da mesma

forma, quando o ônibus já em movimento freia, os passageiros deslocam-se para a frente,

tendendo a continuar com a velocidade que possuíam. A inércia refere-se à resistência que

um corpo oferece à alteração do seu estado de repouso ou de movimento Varia de corpo

para corpo e depende da massa dos corpos. Corpos com massa elevada (maior) inércia

Corpos com massa pequena (menor) inércia

3. Segunda Lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica

“A força resultante que atua sobre um corpo é diretamente proporcional ao produto da

sua massa pela aceleração adquirida por ele, tendo a mesma direção”

Expressando esse Princípio, matematicamente, temos:

É importante salientar que FR é a força resultante sobre o corpo. Exemplos de como

calcular a força resultante.

3.1 - Força Peso

Peso de um corpo é a força de atração que a terra exerce sobre ele.

A esta força, chamamos Força Peso, e podemos expressá-la como:

Deformações elásticas

A intensidade da força elástica (Fel) é proporcional à deformação (x)".

Fel = K x

Ou vetorialmente:

Fel = - K x onde K é a constante elástica da mola.

A unidade da constante elástica da mola no Sistema Internacional é 1 N/M.

Observação: O sinal negativo na expressão vetorial significa que o vetor força elástica (Fel)

atua no sentido contrário ao vetor deformação (x)

4 – Classes das forças:

4.1 – Forcas de contato

São forças que existem quando duas superfícies entram em contato.

4.2 - Forças de Campo

São forças que os corpos exercem mutuamente, ainda que estejam longe um dos outros

5 – Sistemas de unidades:

A Unidade de medida de força no S.I. é o Newton ( N ). Para se ter uma noção do seu valor, saiba

que um Newton (1N) é a força necessária para erguer uma pequena xícara de café (100 ml) e 100N é

a força necessária para levantar dois pacotes de açúcar de 5 kg cada um.

6- 3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação

“Se um corpo A exerce uma força FA num corpo B, este também exerce uma força FB tal que

essas forças”:

a. Tem a mesma intensidade lFAl = lFBl = F

b. Tem a mesma direção;

c. tem sentidos opostos;

d. tem a mesma natureza, sendo ambas de campo ou ambas de contato.

Esta é o princípio da ação e reação, cujo enunciado é:

"As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação, existe uma força de

reação."

As forcas de ação e reação não se equilibram, pois estão aplicadas em corpos diferentes

7. Forças de Atrito

O movimento relativo de dois corpos em contato é sempre acompanhado por uma força que se opõe

ao deslocamento, genericamente denominada força de atrito

Tipos de Atrito.

Quando a força de atrito atua sobre corpos que estão deslizando sobre alguma

superfície dizemos que este atrito é do tipo dinâmico.

Quando a força de atrito impede que o corpo deslize, ou seja, neste caso o corpo

está ainda em repouso, dizemos que o atrito é do tipo estático.

Atrito dinâmico

Suponha agora que você esteja empurrando o mesmo corpo do exemplo que estávamos

estudando, ou seja, aplicando uma força sobre ele, e esta força é agora maior do que a força

de atrito estático máxima. Por causa disso, para seu orgulho e delírio da platéia, finalmente

você conseguirá fazer o corpo deslizar. Nesta hora, embora a força de atrito, que tende

sempre a dificultar sua tarefa, continue existindo, ela será menor, e será calculada de uma

maneira ligeiramente diferente.

Para encontrar o valor da força de atrito dinâmico, e deixar o seu professor de Física

orgulhoso de você, basta aplicar a seguinte equação:

Nesta equação, Fat. é a força de atrito dinâmico que a superfície

aplica no corpo, sempre no sentido contrário ao do movimento, md é

o coeficiente de atrito dinâmico (que depende das duas superfícies

que estão em contato) e N é a força normal.

Atrito estático

A força de atrito estático ocorre quando a força aplicada não é suficiente para mover o

objeto. É aquela situação em que você empurra o guarda roupa e ele não se move. Isso

ocorre porque a força aplicada é igualada pela força de atrito. Observe que por esse motivo,

a força de atrito estático tem a sua intensidade variável.

Por exemplo, imagine que você aplicou uma força de 100N no guarda roupa. Se ele não se

mover é porque o atrito também vale 100N. Se você aumentar a força aplicada para 130N e

ele continuar imóvel, é porque atrito também aumentou para 130N e assim continuará

sendo até que o guarda roupa entre em movimento.

𝐹𝑎𝑡 .𝑚𝑎𝑥 = 𝜇𝑒 ∙ 𝐹𝑛

Onde é o coeficiente de atrito estático, que é uma grandeza adimensional, ou seja, não possui

unidade, e FN é a força normal.

Pode-se considerar o atrito para saber se um corpo entra em movimento ou não com a aplicação de

determinada força. Se essa força for maior que o atrito de destaque, o corpo entrará em movimento.

Já se a força aplicada for menor ou igual ao atrito de destaque, o corpo permanece em repouso.

Bibliografia

Ramalho; Nicolau; Toledo. Os fundamentos da Física - Mecânica1. 8ª edição Ed.

Moderna 2005.

Nicolau Gilberto Ferraro & Paulo Antonio de Toledo Soares, : Física Básica – Volume Único

Atual 2ª edição

Bonjorno & Clinton, Física Fundamental – Volume Único, Editora: FTD,2003

Antônio Máximo, Beatriz Alvarenga,Física Ensino MédioVolume único

Gaulter e André, Física - volume único, ª edição - 2002 - 452 páginas.

Paulo Ueno, Série Novo Ensino Médio. 1 |Edição: Ano da Edição: 2004