Aula 10

FÍSICA
1° ANO
ENSINO MÉDIO
PROF.ª RISÔLDA FARIAS
PROF. NELSON BEZERRA
CONTEÚDOS E HABILIDADES
Unidade III
Energia: Conservação e Transformação
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CONTEÚDOS E HABILIDADES
Aula 10.2
Conteúdo
Dinâmica: Estudo das forças - Aplicação das Leis de
Newton.
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CONTEÚDOS E HABILIDADES
Habilidade
Compreender os conceitos da Dinâmica e utilizar as leis de
Newton para resolver situações-problema.
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REVISÃO
Na dinâmica, estudamos a relação entre a força e
movimento.
A mais importante característica no estudo da dinâmica
é a presença de forças que modificam movimentos ou
produzem deformações.
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REVISÃO
Leis de Newton
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REVISÃO
Leis de Newton
Isaac Newton
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REVISÃO
Leis de Newton
Leis de Newton
Isaac Newton
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REVISÃO
Leis de Newton
Leis de Newton
Isaac Newton
1ª Lei de Newton
A lei da Inércia
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REVISÃO
Leis de Newton
Leis de Newton
Isaac Newton
1ª Lei de Newton
2ª Lei de Newton
A lei da Inércia
PFD
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REVISÃO
Leis de Newton
Leis de Newton
Isaac Newton
1ª Lei de Newton
2ª Lei de Newton
3ª Lei de Newton
A lei da Inércia
PFD
Ação e Reação
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DESAFIO DO DIA
O que você observa nessas imagens, será que a Física, as
Leis de Newton estão presentes nela?
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AULA
Introdução à dinâmica
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AULA
Leis de Newton
A Primeira Lei de Newton: (princípio da inércia)
A tendência que os corpos possuem em permanecer em seu
estado natural, repouso ou movimento retilíneo e uniforme.
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AULA
A Primeira Lei de Newton
Exemplo 1:
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AULA
De acordo com a Primeira Lei de Newton. Marque a
alternativa correta:
a) Um corpo tende a permanecer em repouso ou em
movimento retilíneo uniforme quando a resultante das
forças que atuam sobre ele é nula.
b) Um corpo permanece em movimento apenas enquanto
houver uma força atuando sobre ele.
c) Quando a resultante das forças que atuam sobre um
corpo é igual a zero, esse corpo somente pode estar em
repouso.
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AULA
d) A inércia de um objeto independe de sua massa.
e) Uma partícula tende a permanecer em aceleração
constante.
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AULA
Solução
O enunciado da primeira Lei de Newton diz o seguinte: os
objetos possuem uma tendência de permanecerem em
seu estado natural, em repouso ou em movimento retilíneo
uniforme. Portanto, a alternativa “a” está correta.
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AULA
A Primeira Lei de Newton
Exemplo 2
Quando usamos o cinto de
segurança dentro de um carro,
estamos impedindo o que?
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AULA
A Primeira Lei de Newton
Exemplo 2
Quando usamos o cinto de
segurança dentro de um carro,
estamos impedindo o que?
R: Quando usamos o cinto de segurança dentro de um
carro, estamos impedindo que na ocorrência de uma
frenagem, sejamos arremessados para fora do carro, em
virtude da tendência de permanecermos em movimento.
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AULA
A segunda lei de Newton
Conhecida como princípio fundamental da dinâmica,
afirma que a resultante das forças atuantes em um corpo,
quando não nula, provoca uma variação na quantidade
de movimento do mesmo. Evidentemente, a mudança da
quantidade de movimento resulta na variação da velocidade
do corpo o que implica no surgimento de uma aceleração.
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AULA
A segunda lei de Newton
De forma simplificada, podemos apresentar a relação entre
a resultante das forças (FR) atuantes em um corpo, a massa
(m) e a aceleração (a) da seguinte forma: FR = m.a ou ainda:
FR = a.m
Desta forma, podemos notar que para uma massa (m)
diferente de zero, um vetor a não nulo só é possível caso o
vetor da resultante das forças R também não seja.
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AULA
Leis de Newton
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
1. Baseando-se na primeira Lei de Newton, assinale a
alternativa correta:
a) Se estivermos dentro de um ônibus e deixarmos um
objeto cair, esse objeto fará uma trajetória retilínea em
relação ao solo, pois o movimento do ônibus não afeta o
movimento de objetos em seu interior.
b) Quando usamos o cinto de segurança dentro de um
carro, estamos impedindo que, na ocorrência de uma
frenagem, sejamos arremessados para fora do carro, em
virtude da tendência de permanecermos em movimento.
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
c) Quanto maior a massa de um corpo, mais fácil será
alterar sua velocidade.
d) O estado de repouso e o de movimento retilíneo
independem do referencial adotado.
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
2. Associe a Coluna I (Afirmação) com a Coluna II (Lei
Física).
Coluna I - Afirmação
1. Quando um garoto joga um carrinho, para que ele se
desloque pelo chão, faz com que este adquira uma
aceleração.
2. Uma pessoa tropeça e cai batendo no chão. A pessoa se
machuca porque o chão bate na pessoa.
3. Um garoto está andando com um skate, quando o skate
bate numa pedra parada. O garoto é, então, lançado para
frente.
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
Coluna II – Lei Física
( ) 3ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação).
( ) 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia).
( ) 2ª Lei de Newton (F = m.a).
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
A ordem correta das respostas da Coluna II, de cima para
baixo, é:
a) 1, 2 e 3
b) 3, 2 e 1
c) 1, 3 e 2
d) 2, 3 e 1
e) 3, 1 e 2
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INTERATIVIDADE
1. A alternativa “a” está incorreta porque o movimento
de um objeto em queda no interior de um ônibus em
movimento é retilíneo em relação ao ônibus, e não em
relação ao solo.
A alternativa correta é a letra b, pois, de acordo com
a primeira Lei de Newton, os objetos em movimento
tendem a continuar em movimento caso não haja
nenhuma força atuando sobre eles. Nesse caso, a força
que atua sobre o corpo é o cinto de segurança.
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INTERATIVIDADE
Quanto maior a massa de um corpo, mais difícil será alterar
sua velocidade, portanto, a alternativa c está incorreta.
A alternativa “d” também está incorreta, pois o movimento
de um corpo depende do referencial adotado.
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INTERATIVIDADE
Resposta da questão 2: Letra [D]
Afirmação 1: relacionada à 2ª Lei de Newton (Lei
Fundamental da Dinâmica), pois a resultante das forças
aplicadas sobre o carrinho no seu lançamento faz com que
ele adquira aceleração.
Afirmação 2: relacionada à 3ª Lei de Newton (Lei da Ação
e Reação). A pessoa bate no chão, o chão reage e bate na
pessoa.
Afirmação 3: relacionada à 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia).
Há uma imprecisão nessa afirmação, pois o garoto não é
lançado, mas, sim, continua em movimento, por Inércia.
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INTERATIVIDADE
Assim, a correspondência correta é:
( 2 ) 3ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação).
( 3 ) 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia).
( 1 ) 2ª Lei de Newton (F= m. a)
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AULA
Aplicações das Leis de Newton
Exemplo 1
Uma partícula de massa 300 g é submetida à ação de três
forças, conforme mostra a figura abaixo:
Determine a aceleração adquirida pela partícula.
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AULA
Solução:
FR = m. a
FR = F1 + F2 + F3 = 15 + 20 - 5 = 30 N
30 = 0,3 . a → a = 100 m/s
2
34
AULA
Exemplo 2:
Dois corpos A e B, de massas respectivamente iguais a 1 kg
e 4 kg, estão apoiados sobre uma superfície horizontal sem
atrito.
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AULA
Sabendo que a força horizontal e constante, aplicada sobre o
bloco A, possui intensidade igual a 10 N, calcule:
a) A aceleração adquirida pelo conjunto.
b) A intensidade da força que o corpo A aplica sobre o corpo B.
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AULA
Solução:
Como o movimento é
horizontal, não há aceleração
na vertical e portanto, o peso
e a força normal que agem
em cada bloco se equilibram.
A intensidade da força que B
exerce em A é também igual a
f pela terceira lei de Newton.
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AULA
Bloco A, temos:
F – f = MA . a
Bloco B, temos: f = MB . a
Com os valores fornecidos, temos:
10 – f = 1,0 . a (1)
f = 4,0 . a (2)
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AULA
Somando membro a membro as equações (1) e (2), vemos:
10 = (1 + 4) . a
10 = 5 . a → a = 2,0 m/s .
2
b) A intensidade da força resultante em A é, de acordo com
a segunda lei de Newton, dada por:
FRA = m . a → FRA = 4,0 . 2,0 → FRA = 8,0 N
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
1. Uma partícula de massa 20 kg é submetida à ação de três
forças, conforme mostra a figura abaixo:
Determine a aceleração adquirida pela partícula.
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
2. Dois corpos A e B, de massas respectivamente iguais
a 2 kg e 4 kg, estão apoiados sobre uma superfície
horizontal sem atrito.
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
Sabendo que a força horizontal e constante. Sabendo que a
força horizontal e constante, aplicada sobre o bloco A, possui
intensidade igual a 24 N, calcule:
a) A aceleração adquirida pelo conjunto.
b) A intensidade da força que o corpo A aplica sobre o corpo B.
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RESUMO DO DIA
Dinâmica
Força: é uma interação entre dois corpos.
O conceito de força é algo intuitivo, mas para
compreendê-lo, pode-se basear em efeitos causados
por ela, como:
Aceleração: faz com que o corpo altere a sua
velocidade, quando uma força é aplicada.
Deformação: faz com que o corpo mude seu formato,
quando sofre a ação de uma força.
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RESUMO DO DIA
Força Resultante:
É a força que produz o mesmo efeito que todas as
outras aplicadas a um corpo.
Dadas várias forças aplicadas a um corpo qualquer:
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RESUMO DO DIA
A força resultante será igual a soma vetorial de todas as
forças aplicadas:
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RESUMO DO DIA
1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia
“Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso,
e um corpo em movimento tende a permanecer em
movimento.”
Então, conclui-se que um corpo só altera seu estado de
inércia, se alguém, ou alguma coisa aplicar nele uma força
resultante diferente de zero.
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RESUMO DO DIA
2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica
Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de
massas diferentes observamos que elas não produzem
aceleração igual.
A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente
proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela
sua massa, ou seja:
F=m.a
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RESUMO DO DIA
3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação
Quando uma pessoa empurra um caixa com um força F,
podemos dizer que esta é uma força de ação, mas conforme
a 3ª lei de Newton, sempre que isso ocorre, há uma outra
força com módulo e direção iguais, e sentido oposto a força
de ação, esta é chamada força de reação.
Este é o princípio da ação e reação, cujo enunciado é:
“As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação,
existe uma força de reação.”
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RESUMO DO DIA
A característica no estudo da dinâmica é a presença
de forças que modificam movimentos ou produzem
deformações.
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RESUMO DO DIA
Aplicações das
Leis de Newton
50
RESUMO DO DIA
1ª Lei de
Newton Inércia
Aplicações das
Leis de Newton
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RESUMO DO DIA
1ª Lei de
Newton Inércia
Aplicações das
Leis de Newton
2ª Lei de
Newton PFD
F = m.a
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RESUMO DO DIA
1ª Lei de
Newton Inércia
Aplicações das
Leis de Newton
2ª Lei de
Newton PFD
F = m.a
3ª Lei de
Newton :
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RESUMO DO DIA
A 2ª Lei de Newton representa um cálculo com vetores;
assim, como a massa de um corpo é um número positivo,
conclui-se que a resultante e a aceleração de um corpo
sempre terão a mesma direção e sentido.
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RESUMO DO DIA
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RESUMO DO DIA
A equação fundamental da Dinâmica é válida para a
resultante de forças que agem sobre os corpos e não para
uma força qualquer que se escolha. FR = m . a
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DESAFIO DO DIA
1. Na imagem da disputa do cabo de guerra, como podemos
relacionar a dinâmica a essa situação?
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DESAFIO DO DIA
2. O que você observa nessas imagens, será que a Física, as
Leis de Newton estão presentes nela? Justifique.
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