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Física Geral e Experimental I Prof. Ms. Alysson Cristiano Beneti Instituto Tecnológico do Sudoeste Paulista Faculdade de Engenharia Elétrica – FEE Bacharelado.

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1 Física Geral e Experimental I Prof. Ms. Alysson Cristiano Beneti Instituto Tecnológico do Sudoeste Paulista Faculdade de Engenharia Elétrica – FEE Bacharelado em Engenharia Elétrica Aula 10 As Leis de Newton IPAUSSU-SP 2012

2 As Leis de Newton O que causa um movimento? Você poderá responder: uma força! É isto mesmo, o conceito de FORÇA está associado à mudança de velocidade de um corpo. A Mecânica Newtoniana (Isaac Newton, ) estabelece a relação entre a força e a aceleração por ela produzida em um corpo de massa m. Entretanto, a Mecânica Newtoniana não se aplica a todas as situações. Em casos de altas velocidades, próximas à velocidade da luz, ela deve ser substituída pela Teoria da Relatividade Restrita de Albert Einstein ( ). Já, se as dimensões dos corpos envolvidos nos movimentos são muito pequenas (massa muito pequena), da ordem de dimensões atômicas, ela deve ser substituída pela Mecânica Quântica.

3 Primeira Lei de Newton (Lei da Inércia) Se nenhuma força atua sobre um corpo, sua velocidade não pode mudar, ou seja, o corpo não pode sofrer uma aceleração. Em outras palavras, se o corpo está em repouso ele permanece em repouso. Se ele está em movimento, continua com a mesma velocidade (mesmo módulo e mesma orientação) Se nenhuma força resultante atua sobre um corpo (Fres=0), sua velocidade não pode mudar, ou seja, o corpo não pode sofrer uma aceleração. Ler páginas 96 a 101 do Halliday, vol.I Ler páginas 96 a 101 do Halliday, vol.I

4 Referenciais Inercial e Não Inercial Um referencial é denominado inercial se nele a 1ª Lei de Newton é válida. Exemplo: Um carro andando sobre o planeta Terra. Se adotarmos o referencial na Terra, podemos aproximar este referencial como sendo inercial. Se estivermos em uma nave fora da Terra observando o carro, o referencial é não inercial.

5 Força e Aceleração Uma força F aplicada a um quilograma-padrão provoca uma aceleração a.

6 Segunda Lei de Newton A força resultante que age sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração.

7 Terceira Lei de Newton Quando dois corpos interagem, as forças que cada corpo exerce sobre o outro são sempre iguais em módulo e têm sentidos opostos. Forças e 1 Dimensão Forças e 1 Dimensão

8 Exemplos

9 1.Um bloco de 2 kg é empurrado por uma força de 20N. Qual a aceleração deste bloco? 2. Aproveitando o tempo ocioso entre um compromisso e outro, Paulo resolve fazer compras em um supermercado. Quando preenche completamente o primeiro carrinho com mercadorias, utiliza-se de um segundo, que é preso ao primeiro por meio de um gancho, como demonstra a figura. Sabe-se que as massas dos carrinhos estão distribuídas uniformemente, e que seus valores são iguais a m 1 =40kg e m 2 =22kg. Paulo puxa o carrinho com uma força constante de módulo igual a 186N. Admitindo-se que o plano é perfeitamente horizontal e que é desconsiderada qualquer dissipação por atrito, calcule a aceleração máxima desenvolvida pelos carrinhos. de

10 Algumas Forças Especiais Força Gravitacional (F g ) É um tipo especial de atração que um segundo corpo exerce sobre o primeiro por causa da interação entre os campos gravitacionais dos dois corpos. Neste caso a aceleração é a da gravidade que recebe uma letra especial para representá-la: g Peso (P) É o módulo da força necessária para impedir que o corpo caia livremente, medida em relação ao solo da Terra. Se o solo for considerado um referencial inercial:

11 Algumas Forças Especiais Força Normal (F N ) Quando um corpo exerce uma força sobre uma superfíie, a superfície se deforma e empurra o corpo com uma força normal que é perpendicular à superfície. Força de Atrito ( f ) Quando empurramos ou tentamos empurrar um corpo sobre uma superfície, a interação dos átomos do corpo com os átomos da superfície faz com que haja uma resistência ao movimento. Esta força de resistência, chamada atrito, é paralela à superfície e aponta no sentido oposto ao movimento ou tendência de movimento.

12 Algumas Forças Especiais Força de Tração ( T ) Quando uma corda (ou um fio, um cabo,...) é presa a um corpo e esticada aplica ao corpo uma força de tração orientada ao longo da corda. Essa força é chamada força de tração porque a corda está sendo tracionada.

13 Exemplos 1. Um homem de massa 70kg está subindo com movimento acelerado por um fio ideal com aceleração de módulo igual a 0,50m/s 2. Adote g=9,8m/s 2 e despreze o efeito do ar. Nessas condições, calcule a intensidade da tração no fio.

14 Exemplos 2. O bloco A, de massa 4,0kg, e o bloco B, de massa 1,0kg, representados na figura, estão justapostos e apoiados sobre uma superfície plana e horizontal. Eles são acelerados pela forca constante e horizontal F, de modulo igual a 10,0N, aplicada ao bloco A, e passam a deslizar sobre a superfície com atrito desprezível. a) Calcule o modulo da aceleração dos blocos. b) Determine a direção e o sentido da forca F AB exercida pelo bloco A sobre o bloco B e calcule o seu modulo. c) Determine a direção e o sentido da forca F BA exercida pelo bloco B sobre o bloco A e calcule o seu modulo.


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