forças e movimentos unidade 2. forças e movimentos unidade 2 2.4 lei fundamental da dinâmica
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Forças e MovimentosUnidade 2
Forças e MovimentosUnidade 2
2.4 Lei Fundamental da Dinâmica
A caixa seguinte encontra-se em repouso,apoiada sobre uma superfície:
P
N
Sobre o corpo atuam duas forças:
o peso (P);
a reação normal (N), provocada pela superfície.
A resultante das forças que atuam no corpo é nula:
Por esse motivo, o corpo permanece em repouso.
P + N = 0.
A caixa seguinte encontra-se em repouso,apoiada sobre uma superfície:
P
N
O que é necessário fazer para que o corpo entre em movimento?
Para que o corpo entre em movimento, é necessário aplicar sobre ele uma força.
F
P
N
F
P
N
F
A força provocou uma alteração na velocidade do corpo — provocou uma aceleração.
A força aplicada sobre o corpo foi responsável pela aceleração do corpo.
a aa
Se duas caixas A e B forem sujeitas a forças diferentes…
P
N
FA
P
N
FB
Se duas caixas, A e B, forem sujeitas a forças diferentes…
… em qual dos casos a aceleração será maior?
P
N
FA
P
N
FB
P
N
FB
P
N
FA
P
N
FB
P
N
FA
A aceleração (variação de velocidade por instante de tempo) será maior na caixa A, uma vez que a força aplicada na caixa A é maior.
a aa
a a a
Se duas caixas, A e B, forem sujeitas a forças diferentes…
P
N
FA
P
N
FB
P
N
FB
P
N
FA
P
N
FB
P
N
FA
a aa
a a a
Quanto maior é a força resultante a atuar sobre um corpo, maior é a aceleração que este sofre.
Se as caixas, A e B, tiverem massas diferentes…
P
N
FA
P
N
B F
Se as caixas A e B tiverem massas diferentes…
… em qual dos casos a aceleração será maior, se a força aplicada nas caixas for a mesma?
P
N
FA
A aceleração será maior na caixa B, uma vez que a sua massa é menor.
P
N
B F
P
N
FA
P
N
B F
P
N
FA
P
N
B F
a aa
a a a
Se as caixas A e B tiverem massas diferentes…
P
N
FA
Para a mesma força, quanto menor é a massa do corpo, maior é a aceleração sofrida.
P
N
B F
P
N
FA
P
N
B F
P
N
FA
P
N
B F
a aa
a a a
A aceleração sofrida por um corpo é…
… diretamente proporcional à força resultante exercida sobre o corpo;
… inversamente proporcional à massa do corpo.
Quanto maior é a força resultante, maior é a aceleração sofrida pelo corpo.
Quanto menor é a massa do corpo, maior é a aceleração por ele sofridaquando sujeito a uma força.
a =Fr
m ⬄ Fr = m x a(m/s2)(kg)(N)
A relação entre a aceleração (a), a força resultante (Fr) e a massa do corpo (m) é dada pela expressão:
O valor da força que é necessário aplicar a um corpo de massa 1 kg para lhe provocar uma aceleração de valor igual a 1 m/s2 corresponde a 1 N, ou seja:
1 N = 1 kg x 1 m/s2
Fr Fr Fr
a aa
Quando a resultante das forças é não nula, o corpo adquireuma aceleração que tem a mesma direção e sentido
da força resultante.
A força resultante (Fr) e a aceleração (a) são duas grandezas vetoriais.
Fr Fr Fr
a aa
A força resultante do sistema de forças que atuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direção e o mesmo
sentido da força resultante, cuja intensidade é diretamente proporcional à intensidade da força resultante.
Fr = m x a
2.ª Lei de Newton ou Lei Fundamental da Dinâmica
A partir da Lei Fundamental da Dinâmica, é possível determinar a aceleração sofrida por um corpo em movimento de queda livre.
P
P
9,8 N
Se desprezarmos a resistência do ar, verificamos que o peso (P) é a única força que atua no corpo.
O valor do peso pode ser determinadocom um dinamómetro:
10 N
Escala
A partir da Lei Fundamental da Dinâmica, é possível determinar a aceleração sofrida por um corpo em movimento de queda livre.
P = m x a
Aplicando a Lei Fundamental da Dinâmica:
⬄
a =Pm
P
a = P m
O valor da aceleração é dado por:
⬄
a = 9,81 ⬄
a = 9,8 m/s2
O movimento de queda tem uma aceleração de 9,8 m/s2.10 N
Escala
Se repetirmos o procedimento para diferentes corpos…
P
9,8 N
a = P m
a = 9,81
a = 9,8 m/s2 P
19,6 N
a = P m
a = 19,62
a = 9,8 m/s2
P
27,8 N
a = P m
a = 27,83
a = 9,8 m/s2
… o valor encontrado é sempre 9,8 m/s2, qualquer que seja o corpo.
20 N
Escala
Conhecido o valor da aceleração gravítica , é possível determinar o peso de um corpo a partir da respetiva massa:
P = m x g Como a aceleração gravítica junto à superfície da Terra tem o valor de 9,8 m/s2, então:
P = m x 9,8
A aceleração gravítica varia consoante o local e o planeta em estudo.
O peso de um corpo depende da sua massa e da aceleração gravítica.
Qualquer corpo em queda livre junto à superfície da Terra está sujeito a uma aceleração de 9,8 m/s2 — a aceleração gravítica (g).
Conclusão
A aceleração sofrida por um corpo é diretamente proporcional à força resultante que atua nesse corpo e inversamente proporcional à sua massa:
Qualquer corpo em queda livre junto à superfície da Terra está sujeito a uma aceleração de 9,8 m/s2 — a aceleração gravítica.
a =Fr
m⬄ Fr = m x a