leis de newton e algumas forÇas especiais o que você deve saber sobre em 1687, o físico e...

LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAISLEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS

O que você deve saber sobre

Em 1687, o físico e matemático inglês Isaac Newton publicou a obra Princípios matemáticos da filosofia natural, que continha os fundamentos da questão do movimento dos corpos. Parte desses fundamentos foi formulada por meio de três leis, que ficariam conhecidas como leis de Newton. A partir de então, os modelos físicos baseados nesses princípios explicariam grande quantidade de fenômenos, do comportamento de gases ao movimento dos planetas.

LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS

I. 1a lei de Newton ou princípio da inércia

Os corpos tendem a permanecer em repouso, ou em movimentoretilíneo uniforme, a não ser que forças atuem sobre eles.

Pelo princípio da inércia, o cavaleiro (A) tende a manter o movimento anterior, apesar da parada brusca do cavalo. Na ausência de atrito entre os pneus e o asfalto, o carro (B) seguiria na linha pontilhada.

Massa de um corpo: medida de sua inércia. Ex.: freamos um carro com muito mais facilidade que um caminhão, ambos à mesma velocidade, já que a massa do carro é menor, e o carro apresenta menor tendência a permanecer em seu estado de movimento.

Massa: grandeza escalarUnidade de medida no Sistema Internacional (SI): quilograma (kg)

Unidade de medida de força SI: Newton (N)Admite-se que uma força de intensidade 1 N é capaz de imprimir uma aceleração de 1 m/s2 a um corpo de massa 1 kg.

Medida da inércia

I. 1a lei de Newton ou princípio da inércia


Para que um corpo modifique o módulo, a direção ou o sentido de sua velocidade, o que significa estar em movimento acelerado, é necessária a ação de uma força. No caso de um corpo com massa constante, a aceleração a que ele é submetido será tanto maior quanto maior for a força resultante sobre ele. Ou seja:

Força resultante: tem mesma direção e sentido da aceleração resultante. Se a força resultante sobre um corpo for nula, ele pode estar em movimento retilíneo uniforme, poisnesse movimento a aceleração resultante também é nula.

II. 2a lei de Newton ou princípio fundamental da mecânica


Toda ação (força) exercida em um corpo como resultado da interação com outro corpo provoca neste uma força, chamada reação, de mesma intensidade e direção, mas sentido oposto.

Tipos de interação

III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação

LU

CY

NIC

HO

LS

ON

/REU

TER

S/L

ATIN

STO

CK

• de contato (quando empurramos uma caixa, chutamos uma bola etc.); de campo (independem do contato entre corpos, como quando a Terra atrai objetos para sua superfície ou um ímã atrai um pedaço de metal próximo dele).

O rosto do boxeador atingido imprime uma força de reação na mão de seu oponente; as luvas diminuem os efeitos do impacto em ambos.


A Terra atrai o corpo com a força peso P, a qual, por sua vez, atrai a Terra com umaforça de mesma intensidade edireção, mas de sentido oposto.

Peso (P): força de atração gravitacional sofrida por um corpo de massa m que esteja próximo da superfície de um corpo de massa planetária M. A força peso P e a aceleração da gravidade g apresentam mesma direção e mesmo sentido. O módulo da força peso é expresso pela 2a lei de Newton:

em que g é o módulo da aceleração da gravidade que atua sobre todos os corpos.

Cinco forças em destaque na mecânica



Reação normal do apoio (N):surge quando um corpo se encontra sobre certa superfície de apoio. A força peso e a normal não formamum par ação e reação.



Diagrama de forçasde um corpo apoiado sobre

uma superfície


Tensão ou tração em fios (T): surge quando dois ou mais corpos estão ligados por um fio de tensão que intermedeia a interação entre eles. Se considerarmos o fio inextensível e de massa desprezível, sua presença não influencia o movimento,e ele passa a ser apenas um transmissor de forças.





Força elástica (Fel): aparece

quando comprimimos ou distendemos uma mola.

O módulo da força elástica (Fel)

é diretamente proporcional à deformação nela provocada. Lei de Hooke:

Constante de proporcionalidade k (constante elástica da mola): representa uma característica da mola, medida em N/m.


Esquema de molas em equilíbrio (I e III) e deformadas (II e IV)


Forças de atrito (Fat)

São resultado da interação entre o corpo e a superfície por onde ele se movimenta.

III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reaçãoCinco forças em destaque na mecânica

A força de atrito opõe-se ao movimento provocado

pela força F.


Dependem das características da superfície sobre a qual o corpo se movimenta. É representada por μ (coeficiente de atrito), que pode ser estático ou dinâmico, dependendo do estado do corpo.


Forças de atrito (Fat)


(Ufes) Um carro freia bruscamente e o passageiro bate com a cabeça no vidro do para-brisa.Três pessoas dão as seguintes explicações sobre o fato:1a O carro foi freado, mas o passageiro continuou em movimento.2a O banco do carro impulsionou a pessoa para a frente no instante da freada.3a O passageiro só foi jogado para a frente porque a velocidade era alta e o carro freou bruscamente.

Podemos concordar com:a) a 1a e a 2a pessoas. b) apenas a 1a pessoa. c) a 1a e a 3a pessoas.d) apenas a 2a pessoa.e) as três pessoas.

RESPOSTA: BEm relação a um referencial fixo fora do carro, observamos, antes da frenagem, que o carro e o passageiro apresentam a mesma velocidade. Portanto, pelo princípio da inércia, tanto o carro quanto o passageiro tendem a permanecer nesse estado de movimento. Assim, no momento da frenagem do carro, o passageiro continua em movimento. Logo, podemos concordar apenas com a explicação da 1a pessoa.

1

LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR

EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS

(Vunesp) A caixa C está em equilíbrio sobre a mesa. Nela atuam as forças peso e normal.

Considerando a lei de ação e reação, pode-se afirmar que:a) a normal é a reação do peso.b) o peso é a reação da normal.c) a reação ao peso está na mesa, enquanto a reação à normal está na Terra.d) a reação ao peso está na Terra, enquanto a reação à normal está na mesa.e) n.d.a.

3EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS

RESPOSTA: DVeja o contexto da figura do eslaide 7 na teoria


(UFPR) O cabo de um reboque arrebenta se nele for aplicada uma força que exceda 1.800 N. Suponha que o cabo seja usado para rebocar um carro de 900 kg ao longo de uma rua plana e retilínea.

Nesse caso, que aceleração máxima o cabo suportaria?a) 0,5 m/s2 b) 1,0 m/s2 c) 2,0 m/s2

d) 4,0 m/s2

e) 9,0 m/s2

7EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS

RESPOSTA: C


(UFPE) A figura abaixo mostra três blocos de massa mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg e mC = 3,0 kg.

Os blocos se movem em conjunto, sob a ação de uma força F constante e horizontal, de módulo 4,2 N.

Desprezando-se o atrito, qual o móduloda força resultante sobre o bloco B?a) 1,0 Nb) 1,4 N c) 1,8 N d) 2,2 Ne) 2,6 N

RESPOSTA: BConsiderando os blocos A, B e C como um único corpo, o módulo da força resultante sobre ele (F) é dado pela 2a lei de Newton:F = (mA + mB + mC) . aIsto é: 4,2 = (1 + 2 + 3) . a a = 0,7 m/s2

Logo, a força resultante sobre o corpo B será:FR = mB . a = 2 . 0,7 FR = 1,4 N.

8EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS


(UEL-PR) No sistema representado a seguir, o corpo A, de massa 3,0 kg, está em movimento uniforme.A massa do corpo B é de 10 kg. Adote g = 10,0 m/s2.

O coeficiente de atrito dinâmico entre o corpo B e o plano sobre o qual ele se apoia vale:

a) 0,15. b) 0,30. c) 0,50. d) 0,60.e) 0,70.

13EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS

RESPOSTA: B


leis de newton e algumas forÇas especiais o que você deve saber sobre em 1687, o físico e...

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