*LEIS DO MOVIMENTO Dinmica Leis do Newton Conceito de Fora Primeira Lei de Newton Referenciais inerciais e referencias no inerciais Segunda Lei de Newton Fora elstica Terceira Lei de Newton Fora da gravidade e acelerao da gravidade

At agora descrevemos apenas os movimentos cinemticaAs foras so as causas das modificaes no movimento. Seu conhecimento permite prever o movimento subsequente de um objeto.DINAMICANa Dinmica estudamos as causas do movimento As leis fundamentais do movimento foram formuladas por Isaac Newton (1642-1727)*

Apenas em dois limites as Leis de Newton deixam de ser vlidas: na dinmica de sistemas muito pequenos (fsica quntica) em situaes que envolvem velocidades muito grandes (teoria da relatividade restrita).LEIS DE NEWTONAs leis que descrevem os movimentos de um corpo foram concebidas por Isaac Newton em 1665-66As leis de Newton permitem uma descrio (e previso) extremamente precisa do movimento de todos os corpos, simples ou complexos.Hoje em dia so conhecidas como as Leis de Newton e foram baseadas em cuidadosas observaes dos movimentos.*

DINAMICAForaEstudaremos a mudana no movimento de partculas utilizando os conceitos de fora e de massaAs trs leis fundamentais do movimento formuladas por Isaac Newton so baseadas em observaes experimentais.Na ausncia de foras externas, um corpo em repouso permanece em repouso e um corpo em movimento permanece em movimento com velocidade constante (com velocidade escalar constante e em linha recta) PRIMEIRA LEI DE NEWTON*

SEGUNDA LEI DE NEWTONA acelerao de um corpo diretamente proporcional fora resultante que age sobre ele e inversamente proporcional a sua massa A segunda Lei de Newton na forma matemtica TERCEIRA LEI DE NEWTONSe dois corpos interagem, a fora exercida pelo corpo 1 sobre o corpo 2 igual em mdulo , mas oposta em direo fora exercida pelo corpo 2 sobre o corpo 1: *

Nem sempre as foras geram movimento de um corpo. Quando estamos sentados lendo um livro a fora gravitacional age sobre o nosso corpo, mas apesar disso permanecemos parados.Todos ns temos uma compreenso bsica do conceito de fora quando empurramos ou puxamos um corpo exercemos fora sobre ele. O CONCEITO DE FORA Foras de contacto envolve contacto fsico entre os objetos. Exemplos : Foras de atrito (com o ar e com o solo) e Fora normal Fora de campo no envolve contacto fsico entre os objetos: Exemplo: Fora de atrao gravitacionalPodemos empurrar um grande bloco de pedra e apesar disso no conseguir mov-lo. importante observar que a distino entre foras de contacto e foras de campo no to precisa uma vez que a nvel atmico aquelas foras classificadas como sendo foras de contacto so devidas a foras eltricas (foras de campo)Para a compreenso dos fenmenos macroscpicos conveniente classificar as foras em: foras de contacto e foras de campoFora de atrito com o soloFora de resistncia do arFora dagravidadeForanormal*

RESULTANTE DE FORAA resultante de i foras que agem sobre um corpo :*Exemplo

* DIAGRAMA DE CORPO LIVRE isolamos o corpo em questo e colocamos todas as foras externas que agem sobre o corpo.

A PRIMEIRA LEI DE NEWTONobservou que a natureza de um corpo de resistir a mudanas em seu movimentoNo livro "Dilogo a Respeito de duas Novas Cincias", Galileu apresenta o problema do plano inclinadoEstudando o movimento de diversos objetos sobre um plano inclinado ele observou que quando um objeto rola de cima para baixo no plano inclinado o objeto esta sujeito a uma acelerao, quando o objeto e lanado de baixo para cima no plano inclinado, o objeto sofre uma desacelerao. Galileu Aristteles Antes de 1600 os cientistas acreditavam que os corpos em movimento sobre a Terra tendiam ao repouso se nenhuma fora atuasse sobre ele *

CORPO DESCENDO UM PLANO INCLINADO*

O movimento ao longo de um plano horizontal deve ser permanente."A propriedade de um corpo de permanecer em movimento numa linha recta foi chamado por Galileu de LEI DA INRCIA Observe as figuras abaixo:*

Mais tarde Newton formalizou esta observao, que conhecida como sendo a PRIMEIRA LEI DO MOVIMENTO DE NEWTON Na ausncia de foras externas, um corpo em repouso permanece em repouso e um corpo em movimento permanece em movimento com velocidade constante (com velocidade escalar constante e em linha reta) Quando no agem foras sobre um corpo a sua acelerao nula e a velocidade constanteO vetor posio O repouso apenas o caso particular em que Do ponto de vista da dinmica, ausncia de foras e resultante de foras nula so equivalentes *

REFERENCIAIS INERCIAIS (DE INRCIA)Referencial inercial um referencial para o qual se uma partcula no est sujeita a foras, ento est parada ou se movimentando em linha recta e com velocidade constante.Um referncial inercial aquele no qual a 1 lei de Newton vlidaNa maioria das situaes prticas (pequenos deslocamentos) pode-se considerar uma boa aproximao de referencial, um sistema de referncia fixo na superfcie da TerraSe um referencial inercial, qualquer outro referencial que se mova com velocidade constante em relao a ele tambm um referencial inercial.*

Para um observador dentro do carro, a causa da acelerao para trs desconhecida.Num carro movendo-se para frente com acelerao constante, os passageiros tm a impresso de estarem sendo acelerados para trs.Referenciais no inerciais*

Se o carro estiver com uma velocidade v retilnea e uniforme voc ver que o peso P estar sempre pendurado na vertical Se voc acelerar num trecho recto da estrada, aparecer uma acelerao que empurrar o peso P para trs ou seja na direo oposta acelerao do carro *

MASSA INERCIAL mais fcil arremessar uma bola de basquete ou uma bola de tnis ? A massa inercial a medida da resistncia de um corpo a uma mudana no movimento em resposta a uma fora externa Quantificamos essa resistncia como a massa do corpo A bola de basquete tem mais massa inercial que a bola de tnis, portanto mais difcil modificar o movimento da bola de basquete*

Quando exercemos uma fora horizontal A SEGUNDA LEI DE NEWTONsobre um bloco de madeira que se encontranuma superfcie horizontal sem atrito, o bloco se desloca com uma acelerao A experiencia mostra que se aplicarmos uma fora duas vezes maior, a acelerao duplica e se aplicarmos uma fora 3 vezes maior a acelerao triplica*

A acelerao de um corpo diretamente proporcional fora resultante que age sobre ele e inversamente proporcional a sua massa As duas observaes referidas anteriormenteonde a fora resultante A segunda Lei de Newton na forma matemtica vlida apenas quando a massa do corpo permanece constante Massa inercial: a massa inercial a medida da resistncia de um corpo a uma mudana no movimento em resposta a uma fora externaesto resumidas na SEGUNDA LEI DE NEWTON: Exemplo anterior:Unidade de fora no SI: *

A SEGUNDA LEI DE NEWTON E O REFERENCIAL INERCIALTal como formulada ( ), a segunda lei de Newton vlida apenas em

referenciais inerciais. Em referenciais no inerciais ela deve sofrer correes.*

sobre a resultante de foras agindo sobre o corpo

neste caso a fora o peso da bola Observadores em dois referenciais inerciais concordam entre si Desprezando o atrito do ar* sobre sua acelerao : g na direo y

A SEGUNDA LEI DE NEWTON E REFERENCIAIS NO INERCIAIS*

xyBloco 1Bloco 2 as foras atuam somente na direo y: (1)(2), igualamos (1) e (2) Exemplo 1. Calcular a tenso nos fios e a acelerao dos blocos. No h atrito entre o bloco e a superfcie. Os fios e a roldana so ideais.Como*

OUTRO MODO DE VER O PROBLEMATratamos m1 e m2 como um corpo s com uma fora interna T. Nesse caso, T no precisa aparecer no diagrama dos blocos isolados.Trata-se na verdade de um problema unidimensional *

Bloco 1:Bloco 2: Exemplo 2. O dispositivo chamado Mquina de Atwood foi inventado por G. Atwood (1745-1807) em 1784 para determinar g. Calcule a acelerao dos blocos na mquina de Atwood. Considere que roldana e fio so ideais.m1m2y(1)(2)Resolvendo-se (1) e (2):SE CONSIDERARMOS UM SISTEMA ST no precisa aparecer no diagrama dos blocos isolados. Assim:*

Um sistema fsico no qual a fora varia com a posio um bloco ligado uma mola k uma constante de fora (ou constante elstica) Lei de Hooke lei de fora para as molas o sinal negativo significa que a fora exercida pela mola tem sempre direo oposta ao deslocamento FORA ELSTICAfora restauradora *

A TERCEIRA LEI DE NEWTONA TERCEIRA LEI DE NEWTON transmite a noo de que as foras so sempre interaes entre dois corpos: Se dois corpos interagem, a fora exercida pelo corpo 1 sobre o corpo 2 igual em mdulo , mas oposta em direo fora exercida pelo corpo 2 sobre o corpo 1: ExemploAs foras e constituem um

par ao-reao

As foras do par ao-reao:

nunca atuam no mesmo corponunca se cancelam tm mesmo mdulo e mesma direo, e sentidos opostos*

(1)(2)Figura 1. O punho golpeia o saco (e produz uma cavidade no saco) enquanto o saco golpeia o punho de volta (e interrompe o movimento do punho). Ao atingir o saco, h uma interao com o saco que envolve um par de foras. O par de foras pode ser muito grande.Figura 2. O punho do boxeador pode apenas exercer tanta fora sobre o leno de papel quanto o leno capaz de exercer sobre o punho.1. O boxeador pode golpear um saco massivo com uma fora considervel. 2. Com o mesmo golpe ele pode exercer apenas uma pequenina fora sobre um leno de papel no ar. *

Outros exemplos da 3 Lei de Newton*

FORA GRAVITACIONALA fora gravitacional a fora mtua de atrao entre dois corpos quaisquer do UniversoA lei da gravitao de Newton afirma que toda a partcula do Universo atrai qualquer outra partcula com uma fora que diretamente proporcional ao produto das massas das partculas e inversamente proporcional ao inverso do quadrado da distncia entre elas.onde G a constante gravitacional universalNo SI A MASSA INERCIAL que aparece na segunda lei de Newton e que tem a ver com a resistncia ao movimento e a MASSA GRAVITACIONAL que aparece na lei da gravitao universal so as mesmas.A fora gravitacional entre duas partculas atrativa*

Podemos reescrever a lei da gravitao Universal de Newton usando a segunda lei de NewtonACELERAO DA GRAVIDADEonde g a acelerao da gravidadeComparando com a expresso da lei da gravitao de Newton obtemosO peso de um corpo na Terra a fora com que a Terra atrai a massa com que esse corpo feito.Foi Newton que esclareceu a diferena entre a MASSA e o PESO de um corpo*

EXEMPLOS DE FORA GRAVITACIONALr*

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