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Forças e Leis de Newton. Forças e os seus efeitos Uma força é toda a causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou ainda.

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1 Forças e Leis de Newton

2 Forças e os seus efeitos Uma força é toda a causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou ainda de lhe causar deformações. É uma grandeza vectorial e uma manifestação de energia. PartirMover Parar Modificar

3 Tipos de Forças A Força exercida por uma grua quando levanta uma carga. A Força exercida pelo ciclista nos pedais da bicicleta. A Força Gravíttica exercida pelo Planeta Terra. A Força exercida por um íman em objetos de Ferro

4 Como se determina uma força Para medir o valor de uma força deve ser utilizado um Dinamómetro. Os Dinamómetros podem ser analógicos ou Digitais e indicam o valor da Força na sua unidade característica, o Newton (N). Dinamómetro Analógico Dinamómetro Digital

5 Resultante de um sistema de forças Chama-se força resultante à força que por si só substitui todas as forças que actuam num corpo. Corresponde à soma de todas as forças. Como se somam forças? 1. Começas por representar um dos vetores. 2. Depois, na extremidade do primeiro vetor, inicias a representação do segundo. 3. Finalmente, unes a origem do primeiro vetor com a extremidade do segundo, para obteres o vetor soma.

6 Exemplos:

7 A intensidade da força resultante calcula-se de diferentes formas: 1. Forças com a mesma direcção e sentido Quando as forças têm a mesma direcção e sentido, a força resultante tem a mesma direcção e sentido e a sua intensidade é igual à soma das intensidades das forças que actuam.

8 Quando as forças têm a mesma direcção e sentidos contrários, a força resultante tem a mesma direcção, sentido da força de maior intensidade e a sua intensidade corresponde à diferença das intensidades das forças que actuam. 2. Forças com a mesma direcção e sentidos contrários

9 3. Forças com direcções perpendiculares Quando as forças têm direcções perpendiculares, a direcção da força resultante é oblíqua à direcção das forças componentes do sistema, e obtém-se por aplicação da regra do paralelogramo ou da regra do triângulo de Stévin. A sua intensidade calcula-se pelo teorema de Pitágoras. FRFR

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11 Resumindo 1. Forças com a mesma direção e sentido 2. Forças com a mesma direção e sentidos opostos 3. Forças com direções perpendiculares

12 Quando a F R é nula:

13 Representação de Forças num corpo:

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15 Leis de Newton

16 Na ausência de forças, uma partícula está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. F R = 0

17 Primeira Lei de Newton (Princípio da inércia) Isso signica que um ponto material isolado possui velocidade vetorial constante. Um corpo em repouso tende, por inércia, a permanecer em repouso. Um corpo em movimento tende, por inércia, a continuar em MRU. Inércia é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação na sua velocidade.

18 Exemplos Quando o autocarro (ou o carro) travam, os passageiros tendem, por inércia, a prosseguir com a velocidade que tinham, em relação ao solo. Assim, são atirados para frente em relação ao autocarro (carro).

19 Quando o cão entra em movimento, o menino em repouso em relação ao solo, tende a permanecer em repouso. Note que em relação ao carrinho o menino é atirado para trás. Outros Exemplos

20 Exemplos

21 A inércia do corpo está relacionada com a sua massa e com a sua velocidade. Quando comparamos dois corpos, o corpo que tiver maior massa terá maior inércia. Quando comparamos dois corpos, o corpo que tiver maior velocidade terá maior inércia.

22 Quando a resultante das forças não é nula, verfica-se uma alteração da velocidade da partícula material, ou seja ganha aceleração. F R 0

23 Segunda Lei de Newton (Lei fundamental da Dinâmica) A resultante das forças aplicadas em uma partícula é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida:

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25 Se aplicarmos uma única força a um corpo de 1 kg de massa, colocado sobre uma superfície plana sem atrito, e ele adquirir a aceleração de 1 m/s², diremos que a intensidade dessa força é de 1 N (newton). Exercício

26 Terceira Lei de Newton (Princípio da ação-reação) Toda vez que um corpo A exerce num corpo B uma força, este também exerce em A outra força tal que essas forças: O par ação-reação nunca é aplicado num mesmo corpo a) têm a mesma intensidade; b) têm a mesma direção; c) têm sentidos opostos; d) têm mesma natureza, sendo ambas de campo (à distância) ou ambas de contato

27 Exemplos A Terra puxa o corpo O corpo puxa a Terra O canhão empurra a bala A bala empurra o canhão

28 A bola A faz força sobre a B A bola B faz força sobre a A

29 Pessoa empurra o chão O chão empurra a pessoa

30 Os gases empurram o foguete O foguete empurra os gases

31 A arma empurra o projétil O projétil empurra a arma

32 O pé empurra a bola A bola empurra o pé

33 A pessoa chuta o muro O muro chuta a pessoa

34 FORÇAS DE ATRITO Quando empurras um livro sobre uma mesa, tens que exercer uma força sobre o livro, para a frente; o livro em contacto com a mesa resiste ao movimento com uma força igual e oposta. Da mesma forma, quando queres parar a tua bicicleta, bloqueando as rodas com os travões, ela desliza no chão, mas o atrito faz com que ela acabe por parar. O Atrito é uma força que se opõe ao movimento, quando uma superfície desliza sobre a outra.

35 O que influencia o atrito? Natureza do material em contacto Rugosidade da superfície de contato (madeira, aço, pedra, vidro, borracha, etc.) Quanto mais rugosas forem as superfícies de contacto entre os corpos, maior a força de atrito e maior a oposição ao movimento. Da massa do corpo que se move Quanto maior for a Massa do corpo que se move, maior a força de atrito entre as superfícies de contacto e maior a oposição ao movimento.

36 FORÇAS DE ATRITO

37 Atrito estático: Atrito cinético: de deslizamento de rolamento

38 Atrito Estático & Atrito Cinético Quando o corpo está parado, a Força de Atrito que ocorre entre este e a superfície de apoio é mais elevado do que a Força de Atrito que ocorre quando o corpo já está em movimento. A Força de Atrito Estático tem maior intensidade que a Força de Atrito Cinético. Conclui-se assim que

39 ATRITO útil ou prejudicial???

40 Porque é que os ciclistas se inclinam durante as corridas??? E porque é que os capacetes têm aquela forma ??? A resistência que o ar oferece ao movimento dos corpos é uma força de atrito; para isso os ciclistas posicionam-se de tal modo que as forças de atrito sejam reduzidas. ATRITO PREJUDICIAL

41 Porque é que há o perigo de um vaivém espacial se incendiar quando penetra na atmosfera terrestre??? Porque ao penetrar na atmosfera terrestre, o vaivém fica sujeito a uma elevação de temperatura muito acentuada, devido ao atrito entre o ar e o vaivém. ATRITO PREJUDICIAL

42 O que são as estrelas cadentes??? Há uma enorme quantidade de partículas do tamanho de grãos de areia que entram na atmosfera terrestre todos os dias. Devido ao atrito tornam-se incandescentes, dando origem às tão conhecidas Estrelas Cadentes!! ATRITO ÚTIL

43 Já pensaste como é que um fósforo acende??? O atrito permite acender o fósforo quando o riscamos numa superfície. ATRITO ÚTIL

44 Já pensaste porque é que numa corrida de Fórmula 1, os automobilistas mudam de pneus quando começa a chover??? A superfície dos pneus é rugosa, o que resulta numa certa resistência ao movimento. Quando chove, a água torna a superfície da estrada escorregadia; os pneus perdem aderência, então é necessário substitui-los por pneus que tenham sulcos mais profundos. ATRITO ÚTIL

45 E as chuteiras dos jogadores de futebol??... Porque é que têm pitões e não solas normais? Para aumentar o atrito; quanto maior for o atrito entre chuteira e o campo, menor é o risco de o jogador escorregar! ATRITO ÚTIL

46 Qual será o motivo de um barco estar colocado em cima de uma almofada de ar, como no caso de um hovercraft?!?! Simplesmente para diminuir o atrito entre o barco e a superfície da água, fazendo com que ganhe velocidade. ATRITO PREJUDICIAL

47 Porque é que costumas lubrificar a corrente da bicicleta??? Ao colocares óleo na corrente vais fazer com que o atrito diminua, as mudanças entrem melhor e haja menos desgaste da corrente!! ATRITO PREJUDICIAL

48 Porque é na patinagem artística os patins são em linha??? Mais uma vez para reduzir o atrito, e deslizar melhor!!! ATRITO PREJUDICIAL

49 EMBORA ELE SEJA CONTRA O MOVIMENTO HÁ SITUAÇÕES EM QUE ELE É PREJUDICIAL, E SITUAÇÕES EM QUE É BASTANTE ÚTIL!!! BASTA PENSARES QUE... SE NÃO HOUVESSE ATRITO NÃO CONSEGUIAS ANDAR!!!... ENTÃO O QUE SE PODE CONCLUIR ACERCA DO ATRITO?

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