Slide 1 - Educacional

LEIS DE NEWTON
Força de Atrito
A dificuldade de
mover a caixa é
devida ao surgimento
da força de atrito Fat
entre o solo e a caixa.
 Experiências como essa levam-nos às seguintes propriedades
da força de atrito:
Direção
As forças de atrito resultantes do contato entre os dois corpos
sólidos são forças tangenciais à superfície de contato. No
exemplo acima, a direção da força de atrito é dada pela direção
horizontal. Por exemplo, ela não aparecerá se você levantar a
caixa.
Sentido
A força de atrito tende sempre
a se opor ao movimento relativo das
superfícies em contato. Assim, o
sentido da força de atrito é sempre o
sentido contrário ao movimento
relativo das superfícies
Módulo
Enquanto a força que empurra a caixa for pequena, o valor do módulo
da força de atrito é igual à força que empurra a caixa. Ela anula o
efeito da força aplicada. Uma vez iniciado o movimento, o módulo da
força de atrito é proporcional à força (de reação) do plano-N.
Fat = µN
Onde µ é o coeficiente de atrito
Origem da Força de Atrito
 A força de atrito se origina de forças interatômicas, ou seja, da força de
interação entre os átomos. Quando as superfícies estão em contato, criamse pontos de aderência ou colagem (ou ainda solda) entre as superfícies. É
o resultado da força atrativa entre os átomos próximos uns dos outros.
 Se as superfícies forem muito rugosas, a força de atrito é grande porque
a rugosidade pode favorecer o aparecimento de vários pontos de aderência,
como mostra a figura abaixo.
 Isso dificulta o deslizamento de
uma superfície sobre a outra.
Assim,
a
eliminação
das
imperfeições
(polindo
as
superfícies) diminui o atrito.
Força de Atrito
 atrito é uma força natural que atua apenas
quando um objeto está em contato mecânico com
outro, sendo ambos microscopicamente ou
macroscopicamente ásperos.
 Para existir a força de atrito deve haver
movimentos relativo entre os corpos em contato
(atrito cinético), ou pelo menos a menos a
tendência de um se mover em relação ao outro
(atrito estático) graças à ação de outras força(s),
externa(s) a ele(s) aplicadas.
• A energia dissipada pelo atrito (sempre de forma
irreversível) é completamente convertida em
energia térmica que leva ao aumento da
temperatura dos corpos em atrito.
Força de Atrito no Cotidiano
 A força de atrito é muito comum no nosso mundo físico. É ela
que torna possível o movimento da grande maioria dos objetos
que se movem apoiados sobre o solo. Vamos dar três exemplos:
 Movimento dos animais
Os animais usam as patas ou os pés (o caso do homem) para se
movimentar. O que esses membros fazem é comprimir o solo e
forçá-lo ligeiramente para trás. Ao fazê-lo surge a força de atrito.
Como ela é do contra (na direção contrária ao movimento), a força
de atrito surge nas patas ou pés impulsionando os animais ou o
homem para frente.
 Movimento dos veículos a motor
As rodas dos veículos, cujo movimento é devido à queima de
combustível do motor, são revestidas por pneus. A função dos pneus
é tirar o máximo proveito possível da força de atrito (com o intuito
de tirar esse proveito máximo, as equipes de carros de corrida
trocam
freqüentemente
os
pneus).
Os pneus, acoplados às rodas, impulsionam a Terra para trás. O
surgimento da força de atrito impulsiona o veículo para frente.
 Impedindo a derrapagem
A força de atrito impede a derrapagem nas curvas, isto é, o
deslizamento de uma superfície - dos pneus - sobre a outra (o
asfalto).
 Superaquecimento por atrito
Uma estrela cadente, apesar do nome,
não emite luz própria. Muitas vezes são
objetos do tamanho de um grão de areia
que, ao entrar na atmosfera da Terra, se
incendeia e se vaporiza pelo calor
intenso causado pelo atrito com o ar. A
energia liberada é tão grande que é
possível enxergar a luminosidade a
grandes distâncias.
 Aquecimento por atrito
As naves espaciais são dotadas de
estrutura
adequada
de
materiais
especiais para evitar a sua destruição no
reingresso na atmosfera. O atrito causa
um calor excessivo, que poderia ser fatal
para os astronautas
Lei da Inércia
A primeira lei de Newton
Lei da Inércia
A primeira lei de Newton diz que todo corpo
tende a manter o seu movimento.
Se em repouso, irá permanecer em repouso,
desde que não haja forças atuando sobre este
corpo, ou se elas estiverem em equilíbrio.
Lei da Inércia
Se em movimento,
permanecerá em
movimento até que
haja uma força
contrária que faça o
corpo parar. Se não
houver força contrária
a velocidade será
constante e o
movimento
retilíneo.
Princípio da Inércia
Princípio da Inércia
Lei da Inércia – A massa dos corpos pode
interferir?
Quanto maior a massa de um corpo maior
a sua inércia, ou seja, maior é sua
tendência de permanecer em repouso ou
em movimento retilíneo e uniforme.
Portanto, a massa é a característica que
mede a inércia de um corpo.
Exemplos:
• Um trem metrô quando dá
a sua arrancada para dar
partida ao seu movimento,
as pessoas que estão em
repouso tendem a ficar
em repouso indo então
para trás, quando o trem
inicia o movimento.
• Quando um motoqueiro
está em movimento e
para bruscamente com
a sua moto, ele é
arremessado para
frente, pois todo corpo
que está em movimento
tende permanecer em
movimento.
• Um foguete quando
lançado ao espaço tem a
sua força inicial dando o
seu movimento, mas como
no espaço não tem força
contrária, ele pode desligar
seus propulsores e
continuar em velocidade
constante no espaço, pois
não tem nenhuma força
que o faça parar.
Lei Fundamental da Dinâmica
• Todo corpo precisa de uma força para se
movimentar e outra para parar.
• Quanto maior for o massa, maior deverá ser a
intensidade da força, para poder variar o
movimento.
• Quanto maior a variação de velocidade maior a
força.
Lei Fundamental da Dinâmica
 Essa lei diz que a soma de
todas as forças que atuam
sobre um corpo é igual a
força resultante deste. É
essa força resultante que
indicará a direção e o
sentido em que o corpo se
moverá.
• Quando uma força resultante
está presente numa
partícula, esta adquire uma
aceleração na mesma
direção e sentido da força,
segundo um referencial
inercial.
• F = força (N)
Unid. de força no S.I: (N) Newton
• m = massa (kg)
• a = aceleração (m/s2)
Lei Fundamental da Dinâmica
- Como força é uma grandeza vetorial, para encontrarmos a
força resultante é necessário fazer uma soma vetorial.
- Se a força resultante for nula, , o corpo estará em repouso
(equilíbrio estático) ou em movimento retilíneo uniforme
(equilíbrio dinâmico).
• Exemplos da 2º Lei de Newton
• Por exemplo, se um bloco escorrega, descendo um plano inclinado com atrito, teremos
o seguinte diagrama de corpo livre para o bloco:
A aceleração adquirida por um
corpo é diretamente proporcional
à intensidade da resultante das
forças que atuam sobre o corpo,
tem direção e sentido dessa força
resultante e é inversamente
proporcional à sua massa.
-Quando
um corpo executa um movimento
circular com velocidade constante surge uma
força central cuja aceleração tem sentido para o
centro da circunferência.
Lei da Ação e Reação
A terceira lei de Newton
3a Lei da Ação e Reação
"Para toda força que
surgir num corpo
como resultado da
interação com um
segundo corpo, deve
surgir nesse segundo
uma outra força,
chamada de reação,
cuja intensidade e
direção são as mesmas
da primeira mas, cujo
sentido é o oposto da
primeira."
Propriedades do par ação/reação
-Estão
associadas a uma única interação, ou seja,
correspondem às forças trocadas entre apenas
dois corpos;
Têm
sempre a mesma natureza (ambas de
contato ou ambas de campo), logo, possuem o
mesmo nome ("de contato" ou "de campo");
É
indiferente atribuir a ação a uma das forças e
a reação à outra.
Propriedades do par ação/reação
• Estas forças são caracterizadas por terem:
-Mesma direção
-Sentidos opostos
-Mesma intensidade
-Aplicadas em corpos diferentes, logo não se
anulam.
- Uma força nunca aparece sozinha. Elas sempre
aparecem aos pares (uma delas é chamada de
ação e a outra, de reação).
Por contato:
Exemplos: Ação/Reação
Exemplos: Ação/Reação