Dinâmica e Estática da Partícula …porque os objectos se movem.. …ou não!!

No final deste capítulo deves ser capaz de: explicar o significado das grandezas físicas Força e Massa aplicar as leis de Newton na determinação do estado de movimento de partículas descreve as principais forças que actuam em partículas em situações do dia-a-dia decompor forças segundo eixos seleccionados de acordo com o seu movimento distinguir massa inercial de massa gravítica determinar o estado de equilíbrio de um corpo através da resultante das forças aplicadas descreve o conceito de peso aparente e de gravidade artificial.

Mecânica Newtoniana Dinâmica estuda relação entre o movimento e as suas causas Estática estuda os equilíbrios de Forças Newton estabeleceu a relação entre força e aceleração tendo deduzido a lei da Gravitação Universal e as três leis do movimento Mecânica Newtoniana não se aplica a todas as situações Isaac Newton (1642-1727)

1ª Lei de Newton – Lei da Inércia Corpos parados tendem a ficar parados, corpos em movimento tendem a manter o seu movimento (velocidade)

Massa e Força MASSA (kilograma) – Propriedade dos corpos que nos indica a grandeza da sua resistência à alteração do seu estado de movimento (massa inercial). FORÇA (Newton) – Grandeza física que traduz a magnitude de uma interacção capaz de alterar o estado de movimento de um corpo Exemplo das duas esferas de massa diferente a caírem para a Terra. Qual é mais importante a massa ou a intensidade da interacção

Alteração na velocidade 2ª Lei de Newton Alteração na velocidade FORÇA ~ ACELERAÇÃO MASSA A alteração do movimento será tanto maior quanto maior for a FORÇA aplicada ao corpo A alteração do movimento será tanto menor quanto maior for a MASSA do corpo

2ª Lei de Newton FORÇA ~ = ACELERAÇÃO MASSA A alteração do movimento será tanto maior quanto maior for a FORÇA aplicada ao corpo A alteração do movimento será tanto menor quanto maior for a MASSA do corpo

2ª Lei de Newton = O somatório das FORÇAS aplicadas a um corpo é igual ao produto da sua MASSA pela sua ACELERAÇÃO 1ª Lei de Newton

Equilíbrio de Translação Equilíbrio Estático Equilíbrio Dinâmico

Algumas Forças Particulares Força Gravitacional Forças Fundamentais Força Electromagnética Força Nuclear Forte Força Nuclear Fraca Peso x y z Escala marcada em peso ou em massa É a força necessária para impedir um corpo de cair por acção da gravidade

Algumas Forças Particulares Força Normal Tensão Quando um corpo pressiona uma superfície esta reage empurrando o corpo com uma força normal, FN Quando uma corda (ou cabo) presa a um corpo é puxada esticada, o corpo fica sujeito a uma força T com a direcção da corda e o sentido para fora do corpo

Algumas Forças Particulares Força de Atrito Atrito Estático Atrito Cinético A força de atrito é uma força provocada pela superfície de deslizamento, é paralela a essa superfície e opõe-se ao movimento Direcção da tentativa de movimentação Os coeficientes de atrito só podem ser determinados experimentalmente

3ª Lei de Newton Quando dois corpos interagem, as forças aplicadas nos corpos provocadas por cada um, são sempre iguais em magnitude e opostas em sentido + -

Diagrama de corpo Livre Velocidade Terminal

Diagrama de corpo Livre

Exemplo Um homem arrasta um caixote puxando por uma corda. A força que este exerce sobre a corda é de F=450 N, estando esta inclinada um ângulo de θ=38º. A força de atrito exercida pelo solo é de 125 N. Calcule a aceleração do caixote se: a sua massa for 310 kg; o seu peso for 310 N.

Exemplo A figura mostra um corpo de massa M=3.3 kg ligado por uma corda que passa por uma roldana a um segundo bloco de massa m=2.1 kg. Quer a corda quer a roldana têm massas desprezáveis em relação aos corpos e o corpo M desloca-se sem atrito. Calcule: A aceleração do bloco M; A aceleração do bloco m; A tensão na corda Calcule a aceleração do conjunto se μe=μc=0.2.

Força Centrípeta No movimento circular uniforme Pela 2ª Lei de Newton

Exemplo Igor é um cosmonauta que se encontra na Estação Espacial Internacional em órbita à volta da Terra a uma altitude, h, de 520 km e com uma velocidade constante, v, de 7.6 km/s. A sua massa é de 79 kg. (considere RT=6.37x106 m) Qual é a sua aceleração; Qual a força exercida pela Terra.

FIM