FÍSICA

FÍSICA - I
Força e Movimento – I
3ª. Parte
Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio
Objetivos
Trabalhar FORÇAS como grandezas vetoriais.
Enunciar as três Leis de Newton.
Aplicar as três Leis de Newton em problemas
envolvendo pontos materiais.
Relacionar o conceito de força com o movimento de
pontos materiais.
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Introdução
Todos os corpos nas proximidades da
superfície da Terra são por ela atraídos.
Um corpo apoiado sobre uma superfície
sólida, embora atraído pela Terra não se
desloca em sua direção.
Estes e outros efeitos observáveis estão
relacionados a 3ª. Lei de Newton.
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Estudo de Caso I
Um cavalo se recusa a puxar uma carroça,
utilizando o seguinte raciocínio:
De acordo com a 3ª. Lei de Newton, se eu
exerço uma força sobre a carroça, a carroça
exercerá uma força igual e oposta sobre mim.
Assim, a força resultante será nula e eu não
terei a possibilidade de acelerar a carroça.
O que é que está errado neste raciocínio?
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3ª. Lei de Newton
Quando dois corpos interagem, eles
exercem forças entre si.
Essas forças são iguais em módulo e
direção, e de sentidos opostos.
As forças ocorrem em pares e
simultaneamente ocorrem em corpos
distintos.
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3ª. Lei de Newton
Exemplo 01
Fn
F 'n
P
P'
Terra
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3ª. Lei de Newton
Estudo de Caso I
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3ª. Lei de Newton
Estudo de Caso I
Fn
F'
F
Carruagem
Cavalo
Fp
f
P
F 'p
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Forças Especiais
Força gravitacional
Força normal
Lei de Hooke (Molas)
Forças de Contato e de Campo
Forças fundamentais
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Terceira Lei de Newton
Exemplo 02
Enunciado
Suponha que sua
massa seja de 80 kg e
que você esteja de pé
sobre uma balança
colocada no piso de um
elevador.
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Terceira Lei de Newton
Exemplo 02
Enunciado
A balança mede força e está calibrada em newtons.
Qual será a leitura da balança quando o elevador
estiver:
subindo com uma aceleração para cima de módulo a.
Descendo com uma aceleração para baixo de módulo
a’.
Subindo a 20 m/s e sua velocidade estiver diminuindo
a uma taxa de 8 m/s²
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Terceira Lei de Newton
Exemplo 03
Enunciado
Um trabalhador está empurrando um caixote de massa
m1 = 4,2 kg.
Na frente do caixote está um segundo caixote de massa
m2 = 1,4 kg.
Ambos os caixotes deslizam sobre o chão sem atrito.
O trabalhador empurra o caixote 1 com uma força de 3,0
N.
Encontre as acelerações dos caixotes e a força exercida
sobre o caixote 2 pelo caixote 1.
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Terceira Lei de Newton
Exemplo 04
Enunciado
A figura mostra um bloco D com massa M = 3,3 kg.
O bloco está livre para se mover ao longo de uma
superfície horizontal sem atrito e está conectado,
por uma corda que passa por uma polia sem atrito,
a um segundo corpo P de massa m = 2,1 kg.
A corda e a polia têm massas desprezíveis
comparadas às dos blocos.
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Terceira Lei de Newton
Exemplo 04
Enunciado
O bloco pendurado P cai e o bloco que
desliza D acelera para a direita.
Encontre
A aceleração do bloco D.
A aceleração do bloco P.
A tensão na corda.
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Bloco que desliza D
M
Superfície sem atrito
m
Bloco
Pendurado P
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Terceira Lei de Newton
Exemplo 05
Enunciado
Um bloco B de massa M = 15,0 kg está pendurado
por uma corda a partir de um nó N de massa mN, o
qual está pendurado em um teto por intermédio de
duas outras cordas.
As cordas têm massas desprezíveis, e o módulo da
força gravitacional sobre o nó é desprezível
comparado com a força gravitacional sobre o bloco.
Quais são as tensões sobre as três cordas?
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28º
47º
Corda 1
Corda 2
Nó N
Corda 3
M
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Terceira Lei de Newton
Exemplo 06
Enunciado
Na figura, uma corda prende um bloco de
15 kg, mantendo-o estacionário sobre um
plano sem atrito, inclinado de um ângulo θ
= 27º.
quais são os módulos das forças T da corda
sobre o bloco e da normal Fn do plano
sobre o bloco?
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Sem atrito
m
θ
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EXERCÍCIO EM CLASSE 03
Objetivos:
Aplicar a 2ª. Lei de Newton a diversas modelos
considerados básicos.
Tempo de realização: 10 minutos
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Referências
RESNICK, R.; HALLIDAY, D.; WALKER, J. Física
1. 7ª. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006.
RESNICK, R.; HALLIDAY, D.; KRANE, K. S. Física
1. 5ª. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003.
TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para
Cientistas e Engenheiros, v. 1: mecânica,
oscilações e ondas, termodinâmica. 5ª. Ed. Rio de
Janeiro: LTC, 2006.
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