Leis de newton - Para Alunos do Edite
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Introdução
• Durante séculos, o estudo do movimento e suas causas tornou-se o tema central da filosofia natural.
• Entretanto, nas épocas de Galileu e Newton foram realizados extraordinários progressos na solução dos movimentos.
Introdução
• O inglês Isaac Newton (1642-1727), nascido no natal do ano da morte de Galileu, foi o principal arquiteto da mecânica clássica.
• Ele conseguiu sintetizar as ideias de Galileu e de outros que o precederam, reunindo-as em três leis, publicadas pela primeira vez em 1686, no livro Principia Mathematica Philosophiae Naturalis.
Mas, antes
• O que é força?
Primeira lei de Newton
• Newton enunciou sua primeira lei nestas palavras:
• Todo corpo continua no estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que seja obrigado a mudá-lo por forças a ele aplicadas.
Primeira lei de Newton
• Em outras palavras, todo corpo em repouso tende a permanecer em repouso e todo corpo em movimento tende a permanecer em movimento retilíneo uniforme.
Primeira lei de Newton
• O cinto de segurança nos automóveis tem a função de proteger o passageiro da inércia de seu movimento, no caso de uma freada brusca ou colisão.
Primeira lei de Newton
• Na simulação a seguir, siga os seguintes passos:• Inicialmente alinhe todos os participantes na
corda e clique em iniciar. • Em seguida tire o participante azul (ou vermelho)
de menor força. • Assim que o movimento iniciar recoloque o
participante retirado e analise o que aconteceu.• Clique aqui para iniciar a simulação.
Exercício
• O filósofo grego Aristóteles (384 a.C.- 322 a.C.) afirmava aos seus discípulos:
• “Para manter um corpo em movimento, é necessário a ação contínua de uma força sobre ele.”
• Esta proposição é verdadeira ou falsa?
• Resolução • Falsa; se o corpo em movimento estiver livre
da ação de forças (ou a resultante das forças atuantes for nula), ele se manterá em movimento retilíneo uniforme indefinidamente, de acordo com a primeira lei de newton.
• Observe a figura a seguir.
• Sobre uma mesa horizontal lisa, uma esfera deixa de executar seu movimento circular uniforme e sai tangente à curva, após o rompimento do fio que garantia sua circulação.
• Qual o tipo de movimento que a esfera realiza após o rompimento do fio? Justifique.
• Resolução• Após estar livre da força de tração do fio, que
a obrigava a alterar a direção de sua velocidade, a esfera segue por inércia em movimento retilíneo uniforme.
Equilíbrio de uma partícula
• Um corpo livre de ação de forças, ou com resultante de forças nula conservará (por inércia) sua velocidade vetorial constante.
Situações de equilíbrio para uma partícula
• Um corpo (ponto material) apresenta variação de velocidade nula, ou seja ele não possui aceleração.
• O equilíbrio pode ser estático ou dinâmico.
Segunda lei de Newton
• A resultante das forças que agem num corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida.
• Considerando a massa do corpo constante, a força resultante e a aceleração produzida possuem intensidades diretamente proporcionais.
• Ou seja, quanto mais intensa for a força resultante, maior será a aceleração adquirida pelo corpo.
• A massa de um corpo deve ser vista como uma propriedade da matéria que indica a resistência do corpo à alteração de sua velocidade.
• A unidade de medida de massa no SI é o quilograma (kg) e a de força, o newton (N), como o produto de 1 k por 1 m/s2.
Exercício
• Um corpo de massa 5,0 kg, inicialmente em repouso, sofre a ação de uma força resultante durante 20 s e adquire uma velocidade de 30 m/s. o módulo da força resultante é:
• a. 5,0 N b. 7,5 N c. 10 N d. 12 e. 15 N
Terceira lei de Newton
• O terceira lei de Newton pode ser enunciada assim:
• Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo b, aquele receberá deste uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto à força que ele aplicou.
Observações importantes
• 01. ambas as forças do par ação e reação têm sempre a mesma natureza, sempre com mesma intensidade, mesma direção, mas sentidos contrários.
• 02. As forças de ação e reação sempre estão aplicadas em corpos distintos, de forma que jamais poderão se equilibrar. Além disso, embora nome do par possa sugerir que uma anteceda a outra, a interação é sempre simultânea.