Primeira lei de Newton: inércia

Primeira lei de Newton:
inércia
Definição
Quando a força resultante sobre um corpo
é nula, este se move com velocidade
constante.
Equação dos sistemas em equilíbrio.
Definição
Exemplo
Exemplo
Suponha um ponto sob ação de forças em equilíbrio. Qual a
intensidade das forças F e N?
10
F
45o
N
11
Exemplo
Solução:
As equações de equilíbrio de forças são:
10
F
45o
N
11
30˚
Exemplo
10
F
45o
N
11
30˚
O sinal negativo indica o sentido contrário ao indicado na figura para a força F.
Segunda lei de Newton:
força e momento
Definição
Quando um corpo está sujeito a uma força
resultante externa, este sofre uma
aceleração.
Definição
Exemplo
Exemplo
Petrobras 2010 – eng. Petróleo jr.
Exemplo
Petrobras 2010 – eng. Petróleo jr.
Fr = ma
T – mg = ma
T – 500 = 50.1
T – 500 = 50
T = 550 N
Aceleração = 1 m/s2 para cima
Pode estar subindo acelerando ou descendo desacelerando.
Alternativa D
Exemplo
Exemplo
A resultante F das forças que agem sobre um móvel tem direção
constante. O seu módulo varia em função do tempo de acordo com a
função F(t)= -t² + 5t + 6 em que F está em newtons e t em segundos.
Sabendo-se que a velocidade do móvel no instante t = 0 era 5 m/s e que
a massa do móvel é de 18 kg, a sua velocidade no instante t = 6 s vale,
em m/s:
a) 0
b) 3
c) 6
d) 8
e) 10
Exemplo
Solução:
Exemplo
Exemplo
PETROBRAS – Engenheiro de Petróleo – 2011
Em um experimento de laboratório, uma partícula de massa m descreve um
movimento retilíneo e uniforme sobre um plano horizontal, sem atrito, com
velocidade v, paralela ao eixo x. Em certo momento essa partícula é submetida a
uma força (F) perpendicular a direção de v durante um intervalo de tempo muito
pequeno, como ilustrado abaixo.
Exemplo
Seja v o vetor velocidade da partícula imediatamente após a aplicação da
força. Entre as figuras abaixo, a que representa os vetores velocidade,
antes e depois da aplicação da força,
c)
b)
a)
d)
e)
Exemplo
Seja v o vetor velocidade da partícula imediatamente após a aplicação da
força. Entre as figuras abaixo, a que representa os vetores velocidade,
antes e depois da aplicação da força,
c)
b)
a)
d)
e)
Alternativa c)
A componente horizontal do vetor v não pode ser maior ou menor que vo
Terceira lei de Newton:
ação e reação
Definição
Quando um corpo A exerce força sobre um corpo B, este exerce
força sobre A.
 Essas duas forças possuem módulos iguais, mesma direção e
sentidos opostos.
 Essas forças não se anulam porque atuam em corpos diferentes.
Definição
Problema do cavalo e da carroça
Definição
Cavalo: - Eu não vou fazer esforço para puxar a carroça porque, de acordo com a
3ª Lei de Newton, quando eu puxar a carroça ela também me puxará com
mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário. Portanto não nos
moveremos.
Exemplo
Exemplo
Três blocos estão conectados, como na figura ao lado, sobre uma mesa horizontal
sem atrito, e puxados para a direita com uma força F = 65 N.
Se m1 = 10 kg, m2 = 24 kg e m3 = 31 kg, respectivamente, de acordo com o
tamanho, calcule:
a) a aceleração do sistema
b) as tensões nas cordas entre os blocos
F
1
2
3
Exemplo
F = 65 N.
m1 = 10 kg, m2 = 24 kg e m3 = 31 kg,
1
2
a) a aceleração do sistema
ΣF = ma
a = 65 / (10 + 24 +31)
a = 1 m/s2
3
F
Exemplo
b) as tensões nas cordas entre os blocos
F = 65 N.
m1 = 10 kg, m2 = 24 kg e m3 = 31 kg,
T1
1
1
T1
No bloco 1:
Σ F = m1.a
T1 = m1.1
T1 = 10 N
2
T2
3
F
T1
2
No bloco 2:
Σ F = m2.a
T2 - T1 = m2.1
T2 - 10 = 24
T2 = 34 N
T2
Exemplo
Exemplo
Suponha o bloco da figura abaixo em equilíbrio. Calcule a
intensidade da reação do solo sobre ele.
M
N
m
q
Exemplo
Solução:
R
N
My M
q
Mx
m
mg
Exemplo
Exemplo
1- (PETROBRAS – Eng. Naval Pleno - 2005)
Um recipiente contendo óleo é rebocado com aceleração constante ao
longo de uma superfície plana horizontal. A aceleração local da
gravidade vale g m/s2. Para que a superfície do óleo se incline de um
ângulo de 45o em relação à horizontal, a aceleração, em m/s2, deve ser
de
a) g
b) 2g
c)
d)
e) g/2
Exemplo
tan θ = a/g
tan 45º = a/g
a=g
alternativa a