Forcas_leis_de_Newton_e_atrito

Forças e Leis de Newton
Forças e os seus efeitos
Uma força é toda a causa capaz de alterar o
estado de repouso ou de movimento de um
corpo, ou ainda de lhe causar deformações.
 É uma grandeza vectorial e uma manifestação
de energia.

Mover
Parar
Modificar
Partir
Tipos de Forças
A Força exercida por
uma grua quando
levanta uma carga.
A Força exercida
pelo ciclista nos
pedais da bicicleta.
A Força Gravíttica A Força exercida
por um íman em
exercida pelo
objetos de Ferro
Planeta Terra.
Como se determina uma força


Para medir o valor de uma força deve ser utilizado um
Dinamómetro.
Os Dinamómetros podem ser analógicos ou Digitais e
indicam o valor da Força na sua unidade característica, o
Newton (N).
Dinamómetro Analógico
Dinamómetro Digital
Resultante de um sistema de forças

Chama-se força resultante à força que por si só
substitui todas as forças que actuam num corpo.
Corresponde à soma de todas as forças.
Como se somam forças?
1. Começas por representar um dos vetores.
2. Depois, na extremidade do primeiro vetor,
inicias a representação do segundo.
3. Finalmente, unes a origem do primeiro
vetor com a extremidade do segundo, para
obteres o vetor soma.
Exemplos:
A intensidade da força resultante
calcula-se de diferentes formas:
1. Forças com a mesma direcção e
sentido
𝑭𝑹

Quando as forças têm a mesma direcção
e sentido, a força resultante tem a mesma
direcção e sentido e a sua intensidade é
igual à soma das intensidades das forças
que actuam.
2. Forças com a mesma direcção e
sentidos contrários
𝑭𝑹

Quando as forças têm a mesma direcção e
sentidos contrários, a força resultante tem a
mesma direcção, sentido da força de maior
intensidade e a sua intensidade corresponde
à diferença das intensidades das forças que
actuam.
3. Forças com direcções
perpendiculares

𝑭𝑹

FR
Quando as forças têm direcções perpendiculares, a direcção
da força resultante é oblíqua à direcção das forças
componentes do sistema, e obtém-se por aplicação da regra
do paralelogramo ou da regra do triângulo de Stévin.
A sua intensidade calcula-se pelo teorema de Pitágoras.
Resumindo
1. Forças com a mesma direção e sentido
𝑭 𝑹 = 𝑭𝟏 + 𝑭 𝟐
2. Forças com a mesma direção e sentidos
opostos
𝑭𝑹 = 𝑭 𝟏 − 𝑭𝟐
3. Forças com direções perpendiculares
𝑭𝑹 =
𝑭 𝟏 + 𝑭𝟐
Quando a FR é nula:
𝐸𝑠𝑡á𝑡𝑖𝑐𝑜
(𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑠𝑒
𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎 𝑒𝑚 𝑟𝑒𝑝𝑜𝑢𝑠𝑜)
.
𝑭𝑹 = 𝟎
𝐂𝐨𝐫𝐩𝐨 𝐞𝐦
𝐞𝐪𝐮𝐢𝐥í𝐛𝐫𝐢𝐨
.
𝐷𝑖𝑛â𝑚𝑖𝑐𝑜 𝑜𝑢 𝐶𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑜
(𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑠𝑒
𝑚𝑜𝑣𝑒 𝑐𝑜𝑚 𝑜 𝑚𝑜𝑣𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑟𝑒𝑡𝑖𝑙í𝑛𝑒𝑜 𝑒 𝑈𝑛𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒)
Representação de Forças num
corpo:

Força gravítica (𝐹𝑔 ) – Todo o corpo que tem massa
é atuado pela força gravítica
𝐹𝑔

𝐹𝑔
Força Reação normal (𝑅𝑁 ) - Todo o corpo que
está pousado é atuado pela Reacão Normal
𝑅𝑁
𝑅𝑁
𝐹𝑔
𝐹𝑔
Representação de Forças num
corpo:

Tensão(𝑇) – Todo o corpo que está suspenso é
atuado por uma tensão
𝑇
𝐹𝑔
Leis de Newton
Na ausência de forças, uma partícula está em
repouso ou em movimento retilíneo uniforme.


FR = 0
Primeira Lei de Newton
(Princípio da inércia)

Isso significa que um ponto material isolado
possui velocidade vetorial constante.

Inércia é a propriedade da matéria de resistir
a qualquer variação na sua velocidade.

Um corpo em repouso tende, por inércia, a
permanecer em repouso.

Um corpo em movimento tende, por
inércia, a continuar em MRU.
Exemplos
Quando o autocarro (ou o carro) travam, os
passageiros tendem, por inércia, a prosseguir com a
velocidade que tinham, em relação ao solo. Assim,
são atirados para frente em relação ao autocarro
(carro).
Outros Exemplos
Quando o cão entra em movimento, o menino em
repouso em relação ao solo, tende a permanecer em
repouso. Note que em relação ao carrinho o menino
é atirado para trás.
Exemplos
A inércia do corpo está
relacionada com a sua massa e
com a sua velocidade.
Quando comparamos dois corpos, o corpo que
tiver maior massa terá maior inércia.
Quando comparamos dois corpos, o corpo que
tiver maior velocidade terá maior inércia.
Quando a resultante das forças não é nula,
verfica-se uma alteração da velocidade da
partícula material, ou seja ganha aceleração.


FR ≠ 0
Segunda Lei de Newton
(Lei fundamental da Dinâmica)
A resultante das forças aplicadas em uma
partícula é igual ao produto de sua massa
pela aceleração adquirida:


FR  m a


FR  m a
 
FR e a : mesma direção e sentido

a
m

FR
Exercício
Se aplicarmos uma única força a um corpo de 1 kg
de massa, colocado sobre uma superfície plana sem
atrito, e ele adquirir a aceleração de 1 m/s², diremos
que a intensidade dessa força é de 1 N (newton).
FR  ma
m
kg . m
1 kg .1 2  1 2  1 N
s
s
Terceira Lei de Newton
(Princípio da ação-reação)
Toda vez que um corpo A exerce num corpo B uma
força , este também exerce em A outra força tal que
essas forças:
a) têm a mesma intensidade;
b) têm a mesma direção;
c) têm sentidos opostos;
d) têm mesma natureza, sendo ambas de campo
(à distância) ou ambas de contato
O par ação-reação nunca é aplicado num mesmo
corpo
Exemplos
O canhão empurra a bala  A bala empurra o canhão
A Terra “puxa” o corpo  O corpo “puxa” a Terra
A bola A faz força sobre a B  A bola B faz força sobre a A
Pessoa empurra o chão  O chão empurra a pessoa
Os gases empurram o foguete  O foguete empurra os
gases
A arma “empurra” o projétil  O projétil “empurra” a arma
O pé “empurra” a bola  A bola “empurra” o pé
A pessoa chuta o muro  O muro “chuta” a pessoa
FORÇAS DE ATRITO
• Quando empurras um livro sobre uma mesa, tens que
exercer uma força sobre o livro, para a frente; o livro em
contacto com a mesa resiste ao movimento com uma
força igual e oposta.
• Da mesma forma, quando queres parar a tua bicicleta,
bloqueando as rodas com os travões, ela desliza no chão,
mas o atrito faz com que ela acabe por parar.
O Atrito é uma força que se opõe ao movimento,
quando uma superfície desliza sobre a outra.
O que influencia o atrito?
• Natureza do material em contacto
(madeira, aço, pedra, vidro, borracha, etc.)
• Rugosidade da superfície de contato
Quanto mais rugosas forem
as superfícies de contacto
entre os corpos, maior a
força de atrito e maior a
oposição ao movimento.
• Da massa do corpo que se move
Quanto maior for a Massa do corpo que
se move, maior a força de atrito entre as
superfícies de contacto e maior a
oposição ao movimento.
FORÇAS DE ATRITO
FORÇAS DE ATRITO
Atrito estático:
Atrito cinético:
de rolamento
de deslizamento
Atrito Estático & Atrito Cinético
Atrito estático - que ocorre enquanto o
corpo está parado sobre a superfície de
apoio;
Atrito cinético - que ocorre quando o
corpo se move sobre a superfície de apoio.
Quando o corpo está parado, a Força de
Atrito que ocorre entre este e a superfície
de apoio é mais elevado do que a Força de
Atrito que ocorre quando o corpo já está
em movimento.
Conclui-se assim que
A Força de Atrito Estático tem maior
intensidade que a Força de Atrito Cinético.
ATRITO...
... útil ou prejudicial???
Porque é que os ciclistas se inclinam durante as
corridas???
E porque é que os capacetes têm aquela forma ???
A resistência que o ar oferece ao movimento dos corpos é uma
força de atrito; para isso os ciclistas posicionam-se de tal modo
que as forças de atrito sejam reduzidas.
Porque é que há o perigo de um “vaivém” espacial se
incendiar quando penetra na atmosfera terrestre???
Porque ao penetrar na atmosfera terrestre, o “vaivém” fica
sujeito a uma elevação de temperatura muito acentuada,
devido ao atrito entre o ar e o “vaivém”.
O que são as estrelas cadentes???
Há uma enorme quantidade de partículas do tamanho de grãos
de areia que entram na atmosfera terrestre todos os dias.
Devido ao atrito tornam-se incandescentes, dando origem às
tão conhecidas “Estrelas Cadentes”!!
Já pensaste como é que um fósforo acende???
O atrito permite acender o fósforo quando o
riscamos numa superfície.
Já pensaste porque é que numa corrida de Fórmula
1, os automobilistas mudam de pneus quando começa
a chover???
A superfície dos pneus é rugosa, o que resulta numa certa resistência ao
movimento.
Quando chove, a água torna a superfície da estrada escorregadia; os
pneus perdem aderência, então é necessário substitui-los por pneus que
tenham sulcos mais profundos.
E as chuteiras dos jogadores de futebol??...
Porque é que têm pitões e não solas normais?
Para aumentar o atrito; quanto maior for o atrito entre chuteira
e o campo, menor é o risco de o jogador escorregar!
Qual será o motivo de um barco estar colocado
em cima de uma almofada de ar, como no caso
de um hovercraft?!?!
Simplesmente para diminuir o atrito entre o barco e a
superfície da água, fazendo com que ganhe velocidade.
Porque é que costumas lubrificar a corrente da
bicicleta???
Ao colocares óleo na corrente vais fazer com que o atrito
diminua, as mudanças “entrem” melhor e haja menos desgaste da
corrente!!
Porque é na patinagem artística os patins são
em linha???
Mais uma vez para reduzir o atrito, e deslizar melhor!!!
ENTÃO O QUE SE PODE CONCLUIR
ACERCA DO ATRITO?
EMBORA ELE SEJA “CONTRA O MOVIMENTO” HÁ
SITUAÇÕES EM QUE ELE É PREJUDICIAL, E SITUAÇÕES EM
QUE É BASTANTE ÚTIL!!!
BASTA PENSARES QUE... SE NÃO
HOUVESSE ATRITO...
... NÃO CONSEGUIAS ANDAR!!!...