05 LEIS DE NEWTON

PROF. OSCAR
FORÇA E MOVIMENTO
Leis de Newton
Qual é o fator
responsável
pela
sensação de perigo
para alguém que
está no último carro
de uma montanha
russa?
Uma força atuando sobre o quilograma padrão fornece ao corpo uma
aceleração .
Primeira Lei de Newton: Se não houver forças atuando
sobre um corpo, então a velocidade do corpo não pode
variar, ou seja, o corpo não pode estar acelerado.

Primeira Lei de Newton: Se não há forças
resultante agindo sobre um corpo ( F  0 ),
res
então a velocidade do corpo não pode se
alterar; ou seja, o corpo não pode estar
acelerado.
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Referenciais inerciais

Referenciais não-inerciais

Terra é um referencial
inercial?

Segunda Lei de Newton: A força resultante sobre um
corpo é igual ao produto da massa do corpo pela
aceleração do corpo.
Em forma de equação,


Fres  ma
1. Uma força produz uma aceleração de 5m/s2 em um
corpo padrão de massa m1. Quando uma força de mesma
intensidade é aplicada a um outro corpo cuja massa é m2
, produz uma aceleração de 11m/s2. (a) Qual a massa do
segundo corpo? (b) Qual a intensidade da força?
Resp: 0,45kg; 5N
2. Uma partícula cuja massa é 0,4kg está sujeita

simultaneamente a duas forças F1  2 Niˆ  4 Nˆj
e F2  2,6 Niˆ  5Njˆ . Se a partícula está na origem e parte
do repouso em t=0, determine (a) seu vetor posição e (b)
seu vetor velocidade em t=1,6s.

Equivalente a três equações de componentes xyz:
Fres, x  max , Fres, y  ma y , Fres, z  maz
A componente de aceleração ao longo de um dado eixo é causada apenas
pela soma das componentes de força ao longo do mesmo eixo, e não pelas
componentes de força ao longo de qualquer outro eixo.

O que acontece quando a força resultante sobre
um corpo for nula?

O corpo permanecerá em repouso?

Não há força atuando sobre o corpo?

No sistema de unidade SI, a Eq.1 nos diz que:
(1 kg)(1 m/s²) = 1 kg . m/s². = 1 N


Uma coleção de dois ou mais corpos é chamada
de sistemas e qualquer força que corpos externos
ao sistema exercem sobre corpos dentro do
sistema é chamado de força externa.
(Não incluímos forças internas – i.e., forças entre
dois corpos dentro do sistema.) Uma locomotiva
conectada a um vagão, por exemplo, forma um
sistema.
Nas proximidades da superfície terrestre, desprezando-se a
resistência do ar, todos os corpos caem com a mesma aceleração,
chamada aceleração da gravidade, o peso de um corpo é igual ao
módulo da força gravitacional que age sobre ele.
Fres  ma
P  mg
Quando uma corda (ou fio, cabo ou outro objeto do mesmo
tipo) é presa a um corpo e esticada aplica ao corpo uma
tração T orientada ao longo da corda.
Quando um corpo exerce uma força sobre uma superfície, a
superfície se deforma e empurra o corpo com uma força
normal que é perpendicular com a superfície.
Fres  ma
N  P  ma y
N  mg  ma y
N  (mg  ma y )
A normal é igual ao peso, quando o corpo está
sobre o plano horizontal.
N  mg

3. A Fig. apresenta um bloco D (o bloco deslizante) com massa M = 3,3 kg. A
superfície horizontal não tem atrito. Este primeiro bloco está conectado, por um
fio que passa por uma roldana sem atrito, a um segundo bloco P (o bloco
pendurado), com massa m = 2,1 kg. Despreze a massa do fio e da roldana. O
bloco pendurado P cai quando o bloco deslizante D acelera para a direita. Ache
(a) a aceleração do bloco deslizante, (b) a aceleração do bloco pendurado e (c)
a tração no fio.

Terceira Lei de Newton: Quando dois corpos
interagem, a força provocada por um dos corpos
sobre o outro é sempre igual em módulo, possui a
mesma direção e sentido contrário à força que o
outro corpo exerce sobre ele
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FBC   FCB
(mesmo módulo, mas sentidos
contrários)
Força normal e a força peso formam um par ação e
reação?

N
Aplicada na
mesa

N

P

P
Terra

Quando uma mola é comprimida ou tracionada
de uma pequena distância , a força será:
Fx  k .x
Lei de Hooke
Onde k é a
constante elástica
da mola dada em
N/m2
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4. Na figura um passageiro de massa
m=72,2kg está de pé em uma
balança no interior de um elevador
quando o elevador está parado e
quando ele esta se movendo para
cima e para baixo.
(a) acha uma solução geral para a
leitura da balança, qualquer que seja
o movimento geral da cabine.
b) Qual a leitura da balança se a
cabine estiver em repouso ou se
movendo para cima com velocidade
constante de 0,50 m/s?
(c) Qual a leitura da balança se a
cabine acelera para cima a 3,20 m/s
e para baixo a 3,20 m/s ?
5. A figura ao lado mostra um bloco de massa m = 15kg suspenso por três cordas. Quais as
tensões nas cordas?
θ1 = 280
θ2 = 470
6. A figura ao lado mostra um bloco de massa m = 15kg seguro por uma corda, sobre
um plano inclinado sem atrito. Se θ = 270 , qual a tensão na corda? Qual força é
exercida pelo plano sobre o
bloco?
7. A figura ao lado mostra dois blocos ligados por uma
corda, que passa por uma polia de massa e atritos
desprezíveis. Fazendo m = 1,3kg e M = 2,8kg ,
determine a tensão na corda e o módulo da aceleração
(simultânea) dos dois blocos.
8. Um macaco de 10kg sobe uma árvore por uma
corda de massa desprezível que passa por um galho
sem atrito e está presa na outra extremidade a uma
caixa de 15 kg inicialmente em repouso no solo.
a) Qual é o módulo da menor aceleração que o
macaco deve ter para levantar a caixa do solo?
b) Se após a caixa ter sido erguida, o macaco
parar de subir e se agarra a corda qual a nova
aceleração e o módulo da tração na corda?
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9. Um quadro pesado de 8N é suspenso por dois fios com tensões T1 e
T2 como mostra a figura. Determine o valor das tensões.
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10. Uma de 42 kg está suspensa por fios, como mostrado na figura. O anel tem
massa desprezível, determine o valor das trações.