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 10.1
Conteúdo
Dinâmica: estudo das forças - 1ª, 2ª e 3ª leis de Newton.
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CONTEÚDOS E HABILIDADES
Habilidade
Entender e diferenciar as leis de Newton, relacionandoas com situações do cotidiano. Entender o conceito de
cada uma das leis para usá-las na resolução de problemas
simples de dinâmica.
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REVISÃO
Estamos iniciando a unidade III. Nas unidades anteriores
estudamos os conceitos básicos da física e os movimentos
mais importantes sem darmos importância ao agente
causador do movimento - Cinemática. Nestas aulas da
unidade III estudaremos o agente que causa o movimento,
ou seja, as forças. Entraremos no mundo da dinâmica e das
leis de Newton.
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DESAFIO DO DIA
Na imagem da disputa do cabo de guerra, como podemos
relacionar a dinâmica a essa situação?
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AULA
Dinâmica
Quando se fala em dinâmica
de corpos, a imagem que
vem à cabeça é a clássica e
mitológica de Isaac Newton,
lendo seu livro sob uma macieira.
Repentinamente, uma maçã cai
sobre a sua cabeça.
Segundo consta, este foi o primeiro passo para o
entendimento da gravidade, que atraia a maçã.
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AULA
Dinâmica
Com o entendimento da gravidade, vieram o entendimento
de Força, e as três Leis de Newton.
Na cinemática, estuda-se o movimento sem compreender
sua causa. Na dinâmica, estudamos a relação entre a força
e movimento.
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AULA
Força
É uma interação entre dois corpos.
O conceito de força é algo
intuitivo, mas para compreendêlo, pode-se basear em efeitos
causados por ela, como:
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AULA
Aceleração
Faz com que o corpo altere a sua velocidade, quando uma
força é aplicada.
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AULA
Deformação
Faz com que o corpo mude
seu formato, quando sofre a
ação de uma força.
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AULA
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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AULA
A força resultante será igual a soma vetorial de todas as
forças aplicadas:
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AULA
Exemplo:
Nas figuras abaixo, apresentamos as forças que agem
nos blocos. Determine, em cada caso, o módulo da força
resultante em cada situação:
a) Fr = 3,0 + 4,0 ↔ Fr = 7,0 N
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AULA
b) Fr = 4,0 - 3,0 ↔ Fr = 1,0 N
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AULA
,
c) Fr =
F + F ↔ Fr =
2
1
2
2
3 + 4 ↔ Fr = 9 + 16 ↔ Fr = 5 N
2
2
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
1. Calcule, em cada caso, o valor da força resultante sobre o
corpo:
a)
b)
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
c)
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AULA
Leis de Newton
As leis de Newton constituem os três pilares fundamentais
do que chamamos Mecânica Clássica, que justamente por
isso também é conhecida por Mecânica Newtoniana.
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AULA
1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia
•• Quando estamos dentro de um carro, e este contorna
uma curva, nosso corpo tende a permanecer com a
mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes
da curva, isto dá a impressão que se está sendo “jogado”
para o lado contrário à curva. Isso porque a velocidade
vetorial é tangente a trajetória.
•• Quando estamos em um carro em movimento e este
freia repentinamente, nos sentimos como se fôssemos
atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar
em movimento.
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AULA
ODEIO
APRENDER
FÍSICA NO
ÔNIBUS!
SCRÉÉ
IIIIINN
PRINCIPALMENTE
INÉRCIA!
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AULA
1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia
Estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados
pelo princípio da inércia, cujo enunciado é:
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AULA
1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia
Estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados
pelo princípio da inércia, cujo enunciado é:
•• “Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso,
e um corpo em movimento tende a permanecer em
movimento.”
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AULA
1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia
Estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados
pelo princípio da inércia, cujo enunciado é:
•• “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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AULA
Lei da Inércia
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AULA
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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AULA
ou em módulo: F=ma
Onde:
F é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo
(em N);
m é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg);
a é a aceleração adquirida (em m/s²).
A unidade de força, no sistema internacional, é o N
(Newton), que equivale a kg . m/s² (quilograma ● metro por
segundo ao quadrado).
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AULA
O princípio fundamental da
dinâmica
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AULA
2ª Lei de Newton
Exemplo 1
Quando uma força de 12 N é aplicada em um corpo de 2 kg,
qual é a aceleração adquirida por ele?
F = ma
12 = 2a
a = 6 m/s²
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AULA
2ª Lei de Newton
Exemplo 2
Sabendo que a massa do bloco da figura vale 2 kg,
determine a aceleração adquirida pelo bloco:
1
2
↔ a = 0,5 m/s
F=m.a↔4-3=2.a↔a=
2
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AULA
Força de Tração
Dado um sistema onde um corpo é puxado por um fio
ideal, ou seja, que seja inextensível, flexível e tem massa
desprezível.
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AULA
Podemos considerar que a força é aplicada no fio, que por
sua vez, aplica uma força no corpo, a qual chamamos Força
de Tração T.
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AULA
3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação
Quando uma pessoa empurra uma 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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AULA
Lei da ação e reação
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AULA
3ª Lei de Newton
Exemplo:
Dois blocos A e B, de massas respectivamente iguais a
2 kg e 3 kg, estão apoiados numa superfície horizontal
perfeitamente lisa. Uma força horizontal F, de intensidade
constante F= 10 N, é aplicada ao bloco A.
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AULA
Determine:
a) A aceleração adquirida pelo bloco.
b) A intensidade da força que A aplica em B.
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AULA
Solução:
a=
F
10
2
↔a=
↔ a = 2 m/s
ma + mb
2+3
f = mb . a ↔ f = 3 . 2 ↔ f = 6 N
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
1. De acordo com a Primeira Lei de Newton:
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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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
d) A inércia de um objeto independe de sua massa.
e) Uma partícula tende a permanecer em aceleração
constante.
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
2. Um corpo de massa 4,0 kg encontra-se inicialmente
em repouso e é submetido a ação de uma força cuja
intensidade é igual a 60 N. Calcule o valor da aceleração
adquirida pelo corpo.
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