No Slide Title - Instituto de Física / UFRJ
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MECÂNICA o estudo do movimento para que estudar o movimento? movimento de quem ? objeto (sistema) quem descreve o movimento? olho (observador) AS LEIS DO MOVIMENTO AS LEIS DO MOVIMENTO DINÂMICA FORÇA E MOVIMENTO cinemática interação + leis Grandezas da Cinemática vetor posição r(t) vetor velocidade v(t) r(t) / t vetor aceleração a(t) v(t) / t y instante v t a r trajetória O X deslocamento velocidade tempo ri r v t rf mudança de velocidade aceleração tempo vi vf v a t Grandezas da Dinâmica força F massa m FORÇA Isaac Newton - Principia PHILOSOPIÆ NATURALIS PRINCIPIA MATHEMATICA Definição III: A vis insita, ou força inata da matéria, é um poder de resistir, pela qual todo corpo(…) continua em seu estado presente, seja ele de repouso ou de movimento uniforme numa linha reta. Definição IV: Uma força impressa é uma ação exercida sobre um corpo, de forma a mudar seu estado, seja de repouso ou de movimento uniforme numa linha reta. FORÇA conceito intuitivo: - deforma objetos - muda o estado de movimento dos corpos como medir: - comparação com um padrão- propriedade elástica de materiais FORÇA para medir a intensidade de uma força, estabelecemos um padrão, e um instrumento de medida que utiliza uma mola de extensão x dinamômetro F 2x -x -F 2F FORÇA é uma grandeza vetorial com módulo, direção e sentido forças são somadas como vetores FORÇA força representa uma interação entre corpos INTERAÇÕES FUNDAMENTAIS gravitacional física “da Terra” e “dos céus” eletromagnética eletricidade e magnetismo nuclear forte estabilidade dos núcleos atômicos nuclear fraca decaimento beta (neutron -> próton + elétron + …) UNIFICAÇÃO ? INTERAÇÕES FUNDAMENTAIS FORÇAS DE CONTATO atrito, normal, tensões, ... FORÇA efeito dinâmico da força: mudar o estado de movimento da partícula LEIS DE NEWTON DA MECÂNICA MASSA massa quantidade de matéria A quantidade de matéria é a medida da mesma, proveniente conjuntamente de sua densidade e volume. (Principia, Def. I, Newton) MASSA medida de massa comparação com um padrão MASSA medida de massa F F ISOPOR a chum bo CHUMBO a isopor o chumbo tem maior resistência à aceleração que igual volume de isopor MASSACHUMBO > MASSAISOPOR LEIS DE NEWTON leis da mecânica PRIMEIRA LEI: PRINCÍPIO DE INÉRCIA SEGUNDA LEI: LEI DA FORÇA TERCEIRA LEI: PRINCÍPIO DE AÇÃO E REAÇÃO PRIMEIRA LEI DE NEWTON lei da inércia “Todo corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme a menos que seja obrigado a modificar seu estado pela ação de forças aplicadas sobre ele” observação? referenciais “melhores”? inerciais SEGUNDA LEI DE NEWTON “A modificação do movimento é proporcional à força motriz atuante e ocorre na direção retilínea em que a força é aplicada” a a F F ma a força não está na direção do movimento, porém está na direção da mudança deste! trajetória a aceleração na direção da força F exemplo do movimento circular V F a trajetória V De Aristóteles a até Newton… F FORÇA (MUDANÇA no movimento) F ma forças mudam a velocidade de um corpo F v TERCEIRA LEI DE NEWTON “A toda ação corresponde uma reação igual e oposta; ou, as ações mútuas de dois corpos entre si são sempre dirigidas em sentidos contrários” Princípio de Ação e Reação FORÇAS INTERAÇÕES Interação gravitacional (à distância) F2(1) 1 r 2 ^ r m1 m 2 Fgrav - G r̂ 2 r G = 6,67 x 10-11 N.m2/kg2 FORÇAS INTERAÇÕES PESO Interação gravitacional (à distância) com a Terra Fgrav - m1 G mTerra r̂ m1 g 2 ( RTerra h ) P g 9,8 m / s 2 FORÇAS INTERAÇÕES PESO Fgrav - m1 G G M TERRA R 2TERRA mTerra r̂ m1 g 2 ( RTerra h ) 9,8m / s 2 g 9,8 m / s P mg 2 FORÇAS m . g : ação a=g - m . g : reação FORÇAS contato Normal de contato normal atrito Peso a = 0 peso = normal e se a não for nula? FORÇAS z N a P P N ma Pz N z m a z -P N ma FORÇAS contato normal atrito força N Peso O sistema não se move! F fa fa e a = 0 F=fa atrito estático F F fa fa a e c F atrito cinético = c N F fa a fa e c F fest e N fcin = c N
