física geral e experimental i prof. ms . alysson cristiano beneti
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Instituto Tecnológico do Sudoeste Paulista Faculdade de Engenharia Elétrica – FEE Bacharelado em Engenharia Elétrica. Física Geral e Experimental I Prof. Ms . Alysson Cristiano Beneti . Aula 10 As Leis de Newton. IPAUSSU-SP 2012. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Física Geral e Experimental I Prof. Ms. Alysson Cristiano Beneti
Instituto Tecnológico do Sudoeste PaulistaFaculdade de Engenharia Elétrica – FEEBacharelado em Engenharia Elétrica
Aula 10 As Leis de Newton
IPAUSSU-SP2012
As Leis de NewtonO que causa um movimento? Você poderá responder:
uma força! É isto mesmo, o conceito de FORÇA está associado à mudança de velocidade de um corpo.
A Mecânica Newtoniana (Isaac Newton, 1642-1727) estabelece a relação entre a força e a aceleração por ela produzida em um corpo de massa m.
Entretanto, a Mecânica Newtoniana não se aplica a todas as situações. Em casos de altas velocidades, próximas à velocidade da luz, ela deve ser substituída pela Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein (1879-1955). Já, se as dimensões dos corpos envolvidos nos movimentos são muito pequenas (massa muito pequena), da ordem de dimensões atômicas, ela deve ser substituída pela Mecânica Quântica.
Primeira Lei de Newton (Lei da Inércia)Se nenhuma força atua sobre um corpo, sua
velocidade não pode mudar, ou seja, o corpo não pode sofrer uma aceleração.
Em outras palavras, se o corpo está em repouso ele permanece em repouso. Se ele está em movimento, continua com a mesma velocidade (mesmo módulo e mesma orientação)
Se nenhuma força resultante atua sobre um corpo (Fres=0), sua velocidade não pode mudar, ou seja, o corpo não pode sofrer uma aceleração.
Ler páginas 96 a 101 do Halliday, vol.I
Referenciais Inercial e Não InercialUm referencial é denominado inercial se
nele a 1ª Lei de Newton é válida.
Exemplo: Um carro andando sobre o planeta Terra.Se adotarmos o referencial na Terra, podemos aproximar este referencial como sendo inercial.Se estivermos em uma nave fora da Terra observando o carro, o referencial é não inercial.
Força e AceleraçãoUma força F aplicada a um quilograma-padrão
provoca uma aceleração a.
Segunda Lei de NewtonA força resultante que age sobre um corpo é
igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração.
amF res .
Terceira Lei de NewtonQuando dois corpos
interagem, as forças que cada corpo exerce sobre o outro são sempre iguais em módulo e têm sentidos opostos.
Forças e 1 Dimensão
Exemplos
Exemplos1. Um bloco de 2 kg é empurrado por uma força de 20N. Qual a aceleração deste
bloco?
2/10
.220.
sma
aamFres
2. Aproveitando o tempo ocioso entre um compromisso e outro, Paulo resolve fazer compras em um supermercado. Quando preenche completamente o primeiro carrinho com mercadorias, utiliza-se de um segundo, que é preso ao primeiro por meio de um gancho, como demonstra a figura. Sabe-se que as massas dos carrinhos estão distribuídas uniformemente, e que seus valores são iguais a m1=40kg e m2=22kg. Paulo puxa o carrinho com uma força constante de módulo igual a 186N. Admitindo-se que o plano é perfeitamente horizontal e que é desconsiderada qualquer dissipação por atrito, calcule a aceleração máxima desenvolvida pelos carrinhos.de
62186
).2240(186.
a
aamFres
2/3 sma
Algumas Forças EspeciaisForça Gravitacional (Fg)
É um tipo especial de atração que um segundo corpo exerce sobre o primeiro por causa da interação entre os campos gravitacionais dos dois corpos. Neste caso a aceleração é a da gravidade que recebe uma letra especial para representá-la: g
gmF
amF
g
res
.
.
Peso (P)É o módulo da força necessária para impedir que o corpo
caia livremente, medida em relação ao solo da Terra.Se o solo for considerado um referencial inercial:
PFg
Algumas Forças EspeciaisForça Normal (FN)
Quando um corpo exerce uma força sobre uma superfíie, a superfície se deforma e empurra o corpo com uma força normal que é perpendicular à superfície.
Força de Atrito ( f )Quando empurramos ou tentamos empurrar um corpo sobre uma
superfície, a interação dos átomos do corpo com os átomos da superfície faz com que haja uma resistência ao movimento. Esta força de resistência, chamada atrito, é paralela à superfície e aponta no sentido oposto ao movimento ou tendência de movimento.
Algumas Forças EspeciaisForça de Tração ( T )
Quando uma corda (ou um fio, um cabo, ...) é presa a um corpo e esticada aplica ao corpo uma força de tração orientada ao longo da corda. Essa força é chamada força de tração porque a corda está sendo tracionada.
Exemplos1. Um homem de massa 70kg está subindo com movimento acelerado por um fio ideal com aceleração de módulo igual a 0,50m/s2. Adote g=9,8m/s2 e despreze o efeito do ar. Nessas condições, calcule a intensidade da tração no fio.
NTTTT
amgmTamPTamFres
72168635
356865,0.708,9.70
...
.
Exemplos2. O bloco A, de massa 4,0kg, e o bloco B, de massa 1,0kg, representados na figura, estão justapostos e apoiados sobre uma superfície plana e horizontal. Eles são acelerados pela forca constante e horizontal F, de modulo igual a 10,0N, aplicada ao bloco A, e passam a deslizar sobre a superfície com atrito desprezível.
2/25
10).14(10.)
sma
a
aamFa res
a) Calcule o modulo da aceleração dos blocos.b) Determine a direção e o sentido da forca FAB exercida pelo bloco A sobre o bloco B e calcule o seu modulo.c) Determine a direção e o sentido da forca FBA exercida pelo bloco B sobre o bloco A e calcule o seu modulo.
NFF
amFb
AB
AB
res
22.1
.)
NFF
FFc
BAAB
BAAB
2iguais módulos têmportanto
reação, açãopar são e )
ABF BAF