III. 3 a lei de Newton ou princípio de ação e reação Cinco forças em

O que você deve saber sobre
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
Em 1687, o físico e matemático inglês Isaac Newton publicou a obra
Princípios matemáticos da filosofia natural, que continha os
fundamentos da questão do movimento dos corpos. Parte desses
fundamentos foi formulada por meio de três leis, que ficariam
conhecidas como leis de Newton. A partir de então, os modelos físicos
baseados nesses princípios explicariam grande quantidade de
fenômenos, do comportamento de gases ao movimento dos planetas.
I. 1a lei de Newton ou princípio da inércia
Os corpos tendem a permanecer em repouso, ou em movimento
retilíneo uniforme, a não ser que forças atuem sobre eles.
Pelo princípio da inércia, o cavaleiro (A) tende a manter o movimento anterior, apesar da parada brusca do cavalo.
Na ausência de atrito entre os pneus e o asfalto, o carro (B) seguiria na linha pontilhada.
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I. 1a lei de Newton ou princípio da inércia
Medida da inércia
 Massa de um corpo: medida de sua inércia. Ex.: freamos um carro
com muito mais facilidade que um caminhão, ambos à mesma
velocidade, já que a massa do carro é menor, e o carro apresenta menor
tendência a permanecer em seu estado de movimento.
 Massa: grandeza escalar
Unidade de medida no Sistema Internacional (SI): quilograma (kg)
 Unidade de medida de força SI: Newton (N)
Admite-se que uma força de intensidade 1 N é capaz de imprimir uma
aceleração de 1 m/s2 a um corpo de massa 1 kg.
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II. 2a lei de Newton ou princípio fundamental
da mecânica
Para que um corpo modifique o módulo, a direção ou o sentido de
sua velocidade, o que significa estar em movimento acelerado, é
necessária a ação de uma força. No caso de um corpo com massa
constante, a aceleração a que ele é submetido será tanto maior
quanto maior for a força resultante sobre ele. Ou seja:
Força resultante: tem mesma direção e sentido da aceleração
resultante. Se a força resultante sobre um corpo for nula, ele pode
estar em movimento retilíneo uniforme, poisnesse movimento a
aceleração resultante também é nula.
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III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação
Toda ação (força) exercida em um corpo como resultado da
interação com outro corpo provoca neste uma força, chamada
reação, de mesma intensidade e direção, mas sentido oposto.
Tipos de interação
LUCY NICHOLSON/REUTERS/LATINSTOCK
• de contato (quando empurramos
uma caixa, chutamos uma bola etc.);
 de campo (independem do contato
entre corpos, como quando a Terra
atrai objetos para sua superfície ou
um ímã atrai um pedaço de metal
próximo dele).
O rosto do boxeador atingido imprime uma força
de reação na mão de seu oponente; as luvas
diminuem os efeitos do impacto em ambos.
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III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação
Cinco forças em destaque na mecânica
Peso (P): força de atração gravitacional
sofrida por um corpo de massa m que esteja
próximo da superfície de um corpo de massa
planetária M. A força peso P e a aceleração da
gravidade g apresentam mesma direção e
mesmo sentido. O módulo da força peso é
expresso pela 2a lei de Newton:
em que g é o módulo da aceleração da
gravidade que atua sobre todos os corpos.
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A Terra atrai o corpo com a
força peso P, a qual, por sua
vez, atrai a Terra com uma
força de mesma intensidade e
direção, mas de sentido
oposto.
III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação
Cinco forças em destaque na mecânica
Reação normal do apoio (N):
surge quando um corpo se encontra
sobre certa superfície de apoio.
A força peso e a normal não formam
um par ação e reação.
Diagrama de forças
de um corpo apoiado sobre
uma superfície
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III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação
Cinco forças em destaque na mecânica
Tensão ou tração em fios (T): surge quando dois ou mais
corpos estão ligados por um fio de tensão que intermedeia a
interação entre eles. Se considerarmos o fio inextensível e de
massa desprezível, sua presença não influencia o movimento,
e ele passa a ser apenas um transmissor de forças.
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III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação
Cinco forças em destaque na mecânica
Força elástica (Fel): aparece
quando comprimimos ou
distendemos uma mola.
O módulo da força elástica (Fel)
é diretamente proporcional à
deformação nela provocada.
Lei de Hooke:
Esquema de molas em equilíbrio
(I e III) e deformadas (II e IV)
Constante de proporcionalidade k (constante elástica da mola):
representa uma característica da mola, medida em N/m.
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III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação
Cinco forças em destaque na mecânica
Forças de atrito (Fat)
São resultado da interação entre o corpo e a superfície por onde
ele se movimenta.
A força de atrito opõe-se
ao movimento provocado
pela força F.
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III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação
Forças de atrito (Fat)
Dependem das características da superfície sobre a qual o corpo se
movimenta. É representada por μ (coeficiente de atrito), que pode ser
estático ou dinâmico, dependendo do estado do corpo.
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
1
(Ufes)
Um carro freia bruscamente e o passageiro bate com a cabeça no vidro do para-brisa.
Três pessoas dão as seguintes explicações sobre o fato:
1a O carro foi freado, mas o passageiro continuou em movimento.
2a O banco do carro impulsionou a pessoa para a frente no instante da freada.
3a O passageiro só foi jogado para a frente porque a velocidade era alta e o carro freou bruscamente.
Podemos concordar com:
a) a 1a e a 2a pessoas.
b) apenas a 1a pessoa.
c) a 1a e a 3a pessoas.
d) apenas a 2a pessoa.
e) as três pessoas.
RESPOSTA: B
Em relação a um referencial fixo fora do carro, observamos,
antes da frenagem, que o carro e o passageiro apresentam a
mesma velocidade. Portanto, pelo princípio da inércia, tanto o
carro quanto o passageiro tendem a permanecer nesse estado
de movimento. Assim, no momento da frenagem do carro, o
passageiro continua em movimento. Logo, podemos concordar
apenas com a explicação da 1a pessoa.
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
3
(Vunesp)
A caixa C está em equilíbrio sobre a mesa. Nela atuam as forças peso e normal.
Considerando a lei de ação e reação, pode-se
afirmar que:
a) a normal é a reação do peso.
b) o peso é a reação da normal.
c) a reação ao peso está na mesa,
enquanto a reação à normal está na Terra.
d) a reação ao peso está na Terra,
enquanto a reação à normal está na mesa.
e) n.d.a.
RESPOSTA: D
Veja o contexto da figura do eslaide 7 na teoria
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
7
(UFPR)
O cabo de um reboque arrebenta se nele for aplicada uma força que exceda 1.800 N.
Suponha que o cabo seja usado para rebocar um carro de 900 kg ao longo de uma rua plana e retilínea.
Nesse caso, que aceleração máxima o cabo suportaria?
a) 0,5 m/s2
b) 1,0 m/s2
c) 2,0 m/s2
d) 4,0 m/s2
e) 9,0 m/s2
RESPOSTA: C
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
8
(UFPE)
A figura abaixo mostra três blocos de massa mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg e mC = 3,0 kg.
Os blocos se movem em conjunto, sob a ação de uma força F constante e horizontal, de módulo 4,2 N.
Desprezando-se o atrito, qual o módulo
da força resultante sobre o bloco B?
a) 1,0 N RESPOSTA: B
b) 1,4 N Considerando os blocos A, B e C como um único corpo,
c) 1,8 N o módulo da força resultante sobre ele (F) é dado pela
d) 2,2 N 2a lei de Newton:
.
e) 2,6 N F = (mA + mB + mC) a
Isto é: 4,2 = (1 + 2 + 3) . a  a = 0,7 m/s2
Logo, a força resultante sobre o corpo B será:
FR = mB . a = 2 . 0,7  FR = 1,4 N.
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EXERCÍCIOS ESSENCIAIS
13
(UEL-PR)
No sistema representado a seguir, o corpo A, de massa 3,0 kg,
está em movimento uniforme.
A massa do corpo B é de 10 kg. Adote g = 10,0 m/s2.
O coeficiente de atrito dinâmico entre o corpo B e o plano sobre o qual
ele se apoia vale:
a) 0,15.
b) 0,30.
c) 0,50.
d) 0,60.
e) 0,70.
RESPOSTA: B
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