31/03/2012 UT 03 1ª. e 3ª. LEIS DE NEWTON ISAAC NEWTON (1642 – 1727) Nasceu em Woolsthorpe, 4 de Janeiro de 1642 – morreu em Londres, 31 de Março de 1727. Foi um cientista inglês, mais reconhecido como físico e matemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista e filósofo natural. É o autor da obra Philosophine Naturalis Principia Mathematica, publicada em 1687, que descreve a lei da gravitação universal e as Leis de Newton – as três leis dos corpos em movimento que assentaram-se como fundamento da mecânica clássica. "Se consegui enxergar mais longe é porque estava apoiado sobre ombros de gigantes." 1 31/03/2012 INÉRCIA INÉRCIA Sf. 1. Falta de ação, de atividade; inação. 2. Indolência; preguiça. 3. Fís. Resistência que todos os corpos materiais opõem à modificação de seu estado de movimento. Quando os cavalos freiam subitamente, a pessoa é arremessada. Quando a força acelera o cartão, a moeda cai no copo. 2 31/03/2012 Fisicamente É a tendência que os corpos têm de se manter em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. É a propriedade que os corpos têm de opor resistência à aceleração. É a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação no seu estado de movimento ou de repouso. Massa Felipe Massa – piloto de Fórmula 1 3 31/03/2012 Massa Massa Massa de um corpo é a medida da sua quantidade de inércia. Corpos que possuem mais massa têm maior tendência de permanecer em repouso ou em MRU. É uma grandeza escalar. Sua unidade no Sistema Internacional é o quilograma (kg). 1 kg = 1000 g 4 31/03/2012 5 31/03/2012 Resultante de Forças: é a força que produz o mesmo efeito de todas as forças que agem sobre o corpo. F2 F3 F1 FR FR = F1 + F2 + F3 Aplicação Sobre uma partícula agem cinco forças, conforme representadas na figura. Calcule a intensidade da força resultante que age sobre a partícula. Fx = 2 N + 5 N – 3 N = 4 N 2N Fy = 6 N - 2 N = 4 N 3N 2N 5N 4N FR 6N 4N FR2 = Fx2 + Fy2 FR2 = 42 + 42 FR = 16 + 16 FR = 32 FR = 4 2 N Equilíbrio Quando o módulo da resultante das forças que agem sobre um corpo for nula. FR = 0 Ocorre quando: nenhuma força age sobre o corpo ou mais de uma força age sobre ele, mas de forma que seus efeitos se anulem. 6 31/03/2012 Equilíbrio estático: quando sua velocidade vetorial é sempre nula no decorrer do tempo, ou seja, o corpo está em repouso em relação a um certo referencial. V=0 Repouso FR = 0 Equilíbrio dinâmico: quando o corpo tem velocidade vetorial constante e nãonão-nula no decorrer do tempo, isto é, o corpo está em movimento retilíneo uniforme (MRU). A velocidade vetorial é constante em módulo, direção e sentido V = constante = 0 FR = 0 MRU V 1ª. LEI DE NEWTON • Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare. • Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças imprimidas sobre ele. 7 31/03/2012 8 31/03/2012 Também chamada de LEI DA INÉRCIA. Dois aspectos são importantes: 1) Trata de pontos materiais em equilíbrio. F2 F3 F1 FR = nula MRU 2) A velocidade é medida em um sistema de referência não acelerado, conhecido como referencial inercial. FORMA GERAL: “Se a resultante das forças aplicadas sobre um corpo tiver módulo igual a zero, por inércia, este corpo tenderá a permanecer em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme(MRU).” Esta é a primeira Lei de Newton. 9 31/03/2012 7) A Primeira Lei de Newton, muitas vezes, consegue explicar algumas situações que poderiam perfeitamente fazer parte de um número de mágica. Observe a figura a seguir. A melhor explicação para o fato é: a) a toalha pode ser retirada, pois ela é muito mais leve que a garrafa. b) a resultante das forças sobre a toalha e sobre a garrafa deve ser nula. c) as forças que surgem na interação entre a toalha, a mesa e a garrafa se anulam, fazendo a garrafa permanecer em repouso. d) o peso da garrafa anula a força que a toalha exerce sobre ela. e) como a garrafa estava em repouso, sua tendência é permanecer em repouso, a não ser que atue sobre ela uma resultante de forças não nula. R: letra e 10