DINÂMICA DO MOVIMENTO Prof. Raphael Carvalho
Onde Estudar? LIVRO: MECÂNICA CAPÍTULO 5: Fornece uma introdução do conceito. CAPÍTULO 6: Explica o processo vetorial de soma das forças. CAPÍTULO 7: Aplicações do processo vetorial de soma das forças a partir de situações de equilíbrio. CAPÍTULO 8: Explica os conceitos inerentes às forças mais comuns encontradas na mecânica. CAPÍTULO 10: 1ª e 2ª Leis de Newton. CAPÍTULO 12: 3ª Lei de Newton.
Mecânica – Cinemática - Dinâmica Mecânica –É a ciência que tem como objetivo o estudo dos movimentos. Cinemática - apenas descreve o movimento, sem investigar suas causas. Dinâmica – Pesquisa e estuda as causas que produzem e modificam os movimentos.Na Dinâmica aparece uma série de conceitos bastante intuitivos em nossa vida tais como: Força e Energia.
Conceito Dinâmico de Força A Força é a CAUSA que tem, como EFEITO DINÂMICO, a aceleração. Se um corpo possui aceleração, existe uma força responsável por esta aceleração. Retirada a FORÇA, no mesmo instante, desaparece a ACELERAÇÃO.
Observações Como a aceleração é uma grandeza vetorial, então a FORÇA, também, é uma GRANDEZA VETORIAL. a F ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// (causa) (efeito)
Classificação das FORÇAS a) FORÇAS DE AÇÃO À DISTÂNCIA (OU DE CAMPO) São aquelas que atuam sobre os corpos mesmo quando não existe o contato entre eles. As forças de ação à distância atuam numa região do espaço denominada de CAMPO. Exs: Força Gravitacional (Peso) força exercida pela Terra sobre um corpo de massa m. Características: Módulo: P = m . G Direção: Vertical Sentido: Para baixo b) For.Elétrica:(Prótons /elétrons) c) Força Magnética: (Imãs)
Ex. Força Peso (P) a) p b) p p p p c) P A B D ///////////////////////////////////////////////////// TERRA p p p C c) P /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Forças de Contato São aquelas que só atuam sobre os corpos se existir o contato entre eles. Ex: NORMAL, TRAÇÃO, FORÇA DE ATRITO, FORÇA ELÁSTICA ... FORÇA NORMAL (N) – É a força exercida pela superfície em que o corpo está apoiado. Ela atua PERPENDICULAR a superfície, em que o corpo se encontra.
força normal N N N a) N N c) N N N
Força de Tração ou Tensão (T) É uma força exercida através de um fio ou de uma corda. Ex: a) b) c) T A /////////////////// ///////////////////////////////// ///////////////////////////////// T T T1 T2 B T T d) T T A B
Força de Tração e Compressão São forças que atuam em objetos sólidos. Tração (T): Atua no sentido de alongar a barra. Compressão (C): Atua no sentido de diminuir o comprimento da barra. T T T /////////////////////////////////////////////////////////////////// T T /////////////////////////////////////////////////////////////////////
Força de Atrito fat = µe .N Denomina-se atrito a resistência que os corpos em contato oferecem ao movimento. Temos os seguintes casos: Força de atrito estática: N N (Sentido da eminência movimento) F a t F fat = µe .N P µe Coeficiente atrito estático N Reação normal do apoio
Força de atrito dinâmica F a t = µd . N fat F P µd Coeficiente atrito dinâmico N Reação normal do apoio (Sentido do Movimento) OBS: A força de atrito entre dois corpos em contato é tangente à superfície de contato e tem sentido oposto ao do movimento (ou à “tendência” de movimento) relativo entre as superfícies.
Princípios da Dinâmica (As leis de Newton) Princípio da Inércia ou 1ª. lei de Newton Um ponto material isolado está em REPOUSO ou em MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORME. Um corpo, livre da ação de forças, se mantém em equilíbrio,por INÉRCIA. Um ponto material não pode, por si só, mudar sua velocidade vetorial.
O que é inércia de um corpo? A inércia de um corpo é a propriedade que esse corpo tem de resistir à mudança de sua velocidade.A velocidade de um corpo somente é alterada, quando aplica-se sobre ele uma força. Pode-se então dizer que: Se o corpo estiver em repouso deverá, por inércia ,permanecer em repouso. Se o corpo estiver em MRU,deverá, por inércia, manter esse movimento.
Um corpo em movimento tende a permanecer em movimento
Ex: Por que um corpo lançado com velocidade Vo0 numa superfície plana horizontal ele para? Isso ocorre pois, em geral, há duas forças se opondo ao movimento: a força de resistência do ar (F ar ) e uma força de atrito ( F a t ) que a superfície exerce no bloco. Se conseguirmos eliminar as duas, o bloco deveria prosseguir com Vo (cte). Sentido do movimento F ar F a t
Ex: Quando você encontra-se no interior de um ônibus com V (c t e) relativo solo, o que ocorre se o motorista brecar de vez? Resp:Você tende, por inércia, manter a mesma velocidade V em relação ao solo.Assim você é projetado para frente.
Ex: E se você estiver dentro de um ônibus, onde V = 0 (repouso), em relação ao solo, o que ocorre se ele “arrancar”? Resp: Você tende, por inércia, manter a mesma velocidade V (repouso) em relação ao solo. Assim você é projetado para trás.
Por que numa curva, você é projetado para um lado do veículo? O auto move-se em linha reta com V constante em relação ao solo.Se ele de repente entra em uma curva, você, por inércia, tende a prosseguir em linha reta com a mesma velocidade V que o auto possuía. O Auto consegue fazer a curva porque a estrada aplica uma força de atrito nas rodas que lhe muda a direção.
Princípio Fundamental da Dinâmica (ou 2ª. Lei de Newton) A RESULTANTE (Fr ou R) das forças que agem sobre um corpo é igual ao produto de sua massa (m) pela aceleração (a) adquirida. Fr = m.a OBS: a) A aceleração adquirida pelo corpo sempre possui a mesma DIREÇÃO e SENTIDO da força resultante. b)A unidade da força no S.I. é: N (newtons)
O que é 1 Newton? É a unidade da força no sistema MKS (ou S.I.). 1 N é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 1 m / s². a = 1 m / s² F = 1 N M = 1 kg 1 N = 1 kg x 1 m / s²
O que é 1 dina? É a unidade da força no sistema CGS. 1 dina é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1g uma aceleração de 1cm / s². a = 1 cm / s² M = 1 g F = 1 dina 1 dina = 1 g x 1 cm / s²
O que é 1 kilograma - força(k.g.f)? É a unidade do sistema MkgfS. 1 kgf é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 9,8 m / s². É a unidade do sistema MkgfS. 1 kgf é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 9,8 m / s². m = 1 kg a = 9,8 m / s² F = 1 kgf 1 kgf = 1 kg x 9,8 m / s²
Relação entre NEWTON e DINA 1 N = 1 kg x 1 m / s² = 1 000g x 100cm/s² = 100 000 g x cm / s² = 10 5 g x cm / s² = 10 5 dina Logo 1 N = 10 5 dina
Relação entre KILOGRAMA-FORÇA e NEWTON 1 kgf = 1 kg x 9,8 m / s² = 9,8 ( 1 kg x 1 m/ s²) = 9,8 N. Logo: 1 kgf = 9,8 N
Terceira Lei de Newton Principio da ação e reação A toda ação corresponde uma reação, de mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto. Sempre que um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, este reage exercendo em A uma outra força, de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário.
AÇÃO E REAÇÃO OBS: Ação e Reação são forças que nunca se anulam pois sempre agem em corpos diferentes. Ex: A Terra atrai os corpos com uma força, que é o peso do corpo (ação).Por este princípio, o corpo atrai a Terra com força de mesma intensidade e direção, mas com sentido oposto (reação). Ex: Quando chutamos uma bola, aplicamos uma força (ação) sobre ela que é correspondida com outra força (reação) aplicada sobre nosso pé.
Forças de ação e reação atuam em corpos diferentes.
FIM!!!