Forças 1

(1)
Prof. Cesário
1 - CONCEITO E REPRESENTAÇÃO
Quando se fala em força logo nos vem a mente a ação de puxar, empurrar
ou segurar um objeto. Portanto, o conceito de força é intuitivo.
Para ser mais preciso no conceito de uma força, definimos:
Força é toda ação capaz de modificar:
A forma
Ou o estado de movimento de um corpo
2 – MASSA E PESO
À medida da quantidade de matéria chamamos de
MASSA.
A medida da massa é obtida principalmente
através de balanças de braços iguais.
Dizemos que dois corpos têm a mesma massa quando se equilibram em
uma balança de braços iguais.
A unidade de massa é o grama.
Por escolha: um corpo tem um grama quando se equilibra na balança
com 1 cm3 de água destilada, à 4ºC.
Um corpo terá um quilograma (1 kg) quando equilibra com 1 dm3 = 1 litro
de água nas condições já citadas.
Não se deve confundir o peso de um corpo com a massa desse corpo.
O peso do corpo é a força que a Terra exerce sobre o mesmo. Força essa de
origem gravitacional.
O peso é determinado a partir de uma balança de molas.
A Terra puxa o objeto para baixo. Este estica a mola. Pela distensão
Da mola, determina-se o peso do corpo.
A unidade de peso é o quilogramaforça (kgf).
Define-se o quilogramaforça como a força que a Terra exerce
sobre um corpo de 1 kg num local onde a aceleração da gravidade
é 9,8 m/s2.
Veremos que 1 kgf = 9,8 N em estudos futuros.
Relaciona-se o peso (P) com a massa (m) pela equação
P = m.g
onde g é a aceleração da gravidade.
A relação é uma conseqüência da
segunda lei de Newton
a ser vista futuramente.
Como 1 kgf = 9,8 N, em um lugar ode g = 9,8 m/s2, a massa e o peso são
expressos pelo mesmo número (porém as unidades serão diferentes).
3 – LEIS DE NEWTON
1ª Lei:
Imagine um corpo em repouso. Se ninguém for aplicar uma força sobre
ele, é evidente que ele permanecerá parado.
Daqui não saio, daqui ninguém me tira.
Agora, se você colocar uma moeda a rolar sobre a tábua, ela só irá parar
ou mudar o sentido do movimento, quando uma força for aplicada nela.
Se você estiver assentado em um banco de um
ônibus e lançar um objeto na vertical para cima,
o objeto cairá na sua mão. Não ficará para trás.
Você também não sentirá a poltrona empurrar suas
costas.
Pois a tendência é manter o movimento se não ocorrer ações de forças.
Somente sentirá a ação de forças quando o ônibus acelerar ou fizer uma
curva pois, você tende a continuar o movimento com a mesma velocidade
anterior e em linha reta.
Estas e muitas outras situações, mostram que:
Sem a ação de forças, o corpo tende a permanecer em repouso
ou continuar o movimento em linha reta com velocidade constante.
Com estes fatos, é fácil perceber que:
“Se nenhuma força age sobre um corpo, ele permanece em repouso ou
continua seu movimento em linha reta com velocidade constante.”
Esta conclusão é conhecida como primeira lei de Newton
ou Lei da Inércia.
Pode-se, em outras palavras, afirmar:
“ nenhum corpo pode, por si mesmo, modificar seu
estado de repouso ou de movimento.”
A modificação do estado de movimento significa sair do repouso, mudar o
valor da velocidade ou mudar o sentido do movimento.
Para tais modificações é necessária a ação de uma força externa.
Algumas observações sobre a primeira Lei:
a) Se você deseja subir até o alto de um edifício, não
tente puxar você mesmo pelos cabelos, ou levantar
um pé e segurá-lo em posição acima do chão, depois
levantar outro mais acima e segurá-lo, e assim por
diante, até chegar ao topo do edifício.
Você não terá sucesso. A primeira lei disse que você
não pode modificar o seu estado de movimento (por si
mesmo). Use as escadas ou chame alguém.
b) Não tente empurrar a você mesmo, que você
não irá andar.
c) Se você já assistiu desenhos animados e
viu alguém chegar num despenhadeiro, passar
por ele, soltar uma fumacinha e voltar,
não acredite. Isso é impossível,
conforme afirma a primeira Lei de Newton.
Se eu não posso modificar o meu estado de
movimento ou de repouso, como faço para andar?
A resposta a esta última pergunta nós encontraremos
na terceira Lei de Newton.