1 Prof. Raphael Carvalho. LIVRO: MECÂNICA CAPÍTULO 5: Fornece uma introdução do conceito....

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DINÂMICADO

MOVIMENTO

Prof. Raphael Carvalho

Onde Estudar?LIVRO: MECÂNICA

CAPÍTULO 5: Fornece uma introdução do conceito.

CAPÍTULO 6: Explica o processo vetorial de soma das forças.

CAPÍTULO 7: Aplicações do processo vetorial de soma das forças a partir de situações de equilíbrio.

CAPÍTULO 8: Explica os conceitos inerentes às forças mais comuns encontradas na mecânica.

CAPÍTULO 10: 1ª e 2ª Leis de Newton.

CAPÍTULO 12: 3ª Lei de Newton.

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MECÂNICA – CINEMÁTICA - DINÂMICA

Mecânica –É a ciência que tem como objetivo o estudo dos movimentos.

Cinemática - apenas descreve o movimento, sem investigar suas causas.

Dinâmica – Pesquisa e estuda as causas que produzem e modificam os movimentos.Na Dinâmica aparece uma série de conceitos bastante intuitivos em nossa vida tais como: Força e Energia.

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CONCEITO DINÂMICO DE FORÇA

A Força é a CAUSA que tem, como EFEITO DINÂMICO, a aceleração.

Se um corpo possui aceleração, existe uma força responsável por esta aceleração.

Retirada a FORÇA, no mesmo instante, desaparece a ACELERAÇÃO.

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OBSERVAÇÕES

Como a aceleração é uma grandeza vetorial, então a FORÇA, também, é uma GRANDEZA VETORIAL.

(causa) (efeito)

F

a

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

CLASSIFICAÇÃO DAS FORÇAS

a) FORÇAS DE AÇÃO À DISTÂNCIA (OU DE CAMPO)

São aquelas que atuam sobre os corpos mesmo quando não existe o contato entre eles.

As forças de ação à distância atuam numa região do espaço denominada de CAMPO.

Exs: a) Força Gravitacional (Peso) força exercida pela Terra sobre um

corpo de massa m. Características: Módulo: P = m . G Direção: Vertical Sentido: Para baixo

b) For.Elétrica:(Prótons /elétrons)

c) Força Magnética: (Imãs)

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EX. FORÇA PESO (P)

a)

TERRA

A

B

C

D p

p

p

p

/////////////////////////////////////////////////////

p

P

b)

c)

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

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FORÇAS DE CONTATO

São aquelas que só atuam sobre os corpos se existir o contato entre eles.

Ex: NORMAL, TRAÇÃO, FORÇA DE ATRITO, FORÇA ELÁSTICA ...

FORÇA NORMAL (N) – É a força exercida pela superfície em que o corpo está apoiado. Ela atua PERPENDICULAR a superfície, em que o corpo se encontra.

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FORÇA NORMAL

a)

N NN

c)

N

NN

N

N

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FORÇA DE TRAÇÃO OU TENSÃO (T)

É uma força exercida através de um fio ou de uma corda.

Ex: a) b) c)A

/////////////////// /////////////////////////////////

B

/////////////////////////////////

BA

d)T

T

T

T2T1

T

T

T

T

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Força de Tração e Compressão

• São forças que atuam em objetos sólidos.

• Tração (T): Atua no sentido de alongar a barra.

• Compressão (C): Atua no sentido de diminuir o comprimento da barra.

///////////////////////////////////////////////////////////////////T T

/////////////////////////////////////////////////////////////////////T T

T

Força de Atrito

Denomina-se atrito a resistência que os corpos em contato oferecem ao movimento. Temos os seguintes casos:

Força de atrito estática:

Reação normal do apoio

N

P

F a t F

fat = µe .Nµe Coeficiente atrito estático

N

N (Sentido da eminência movimento)

Força de atrito dinâmica

N

P

fatF F a t = µd . N

µd Coeficiente atrito dinâmico

N

N

Reação normal do apoio

OBS: A força de atrito entre dois corpos em contato é tangente à superfície de contato e tem sentido oposto ao do movimento (ou à “tendência” de movimento) relativo entre as superfícies.

(Sentido do Movimento)

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PRINCÍPIOS DA DINÂMICA(AS LEIS DE NEWTON)

Princípio da Inércia ou 1ª. lei de Newton Um ponto material isolado está em

REPOUSO ou em MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORME.

Um corpo, livre da ação de forças, se mantém em equilíbrio,por INÉRCIA.

Um ponto material não pode, por si só, mudar sua velocidade vetorial.

O que é inércia de um corpo?

• A inércia de um corpo é a propriedade que esse corpo tem de resistir à mudança de sua velocidade.A velocidade de um corpo somente é alterada, quando aplica-se sobre ele uma força. Pode-se então dizer que:

• Se o corpo estiver em repouso deverá, por inércia ,permanecer em repouso.

• Se o corpo estiver em MRU,deverá, por inércia, manter esse movimento.

Um corpo em movimento tende a permanecer em movimento

Ex: Por que um corpo lançado com velocidade Vo0 numa superfície plana

horizontal ele para?Isso ocorre pois, em geral, há duas forças se opondo ao movimento: a força de resistência do ar (F ar ) e uma força de atrito ( F a t ) que a superfície exerce no bloco. Se conseguirmos eliminar as duas, o bloco deveria prosseguir com Vo (cte).

F a t

F ar

Sentido do movimento

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Ex: Quando você encontra-se no interior de um ônibus com V (c t e) relativo solo, o que ocorre se o motorista brecar de vez?

Resp:Você tende, por inércia, manter a mesma velocidade V em relação ao solo.Assim você é projetado para frente.

Ex: E se você estiver dentro de um ônibus, onde V = 0 (repouso), em relação ao solo, o que ocorre se ele “arrancar”?

Resp: Você tende, por inércia, manter a mesma velocidade V (repouso) em relação ao solo. Assim você é projetado para trás.

Por que numa curva, você é projetado para um lado do veículo?

O auto move-se em linha reta com V constante em relação ao solo.Se ele de repente entra em uma curva, você, por inércia, tende a prosseguir em linha reta com a mesma velocidade V que o auto possuía. O Auto consegue fazer a curva porque a estrada aplica uma força de atrito nas rodas que lhe muda a direção.

Princípio Fundamental da Dinâmica(ou 2ª. Lei de Newton)

A RESULTANTE (Fr ou R) das forças que agem sobre um corpo é igual ao produto de sua massa (m) pela aceleração (a) adquirida.

Fr = m.a

OBS: a) A aceleração adquirida pelo corpo sempre possui a mesma DIREÇÃO e SENTIDO da força resultante.

b)A unidade da força no S.I. é: N (newtons)

O que é 1 Newton?

É a unidade da força no sistema MKS (ou S.I.). 1 N é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 1 m / s².

a = 1 m / s²

F = 1 NM = 1 kg

1 N = 1 kg x 1 m / s²

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O QUE É 1 DINA?

É a unidade da força no sistema CGS. 1 dina é uma força capaz de imprimir a

um corpo de massa 1g uma aceleração de 1cm / s².

a = 1 cm / s²

M = 1 g F = 1 dina

1 dina = 1 g x 1 cm / s²

O que é 1 kilograma - força(k.g.f)?

É a unidade do sistema MkgfS. 1 kgf é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 9,8 m / s².

m = 1 kg

F = 1 kgf

a = 9,8 m / s²

1 kgf = 1 kg x 9,8 m / s²

É a unidade do sistema MkgfS. 1 kgf é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 9,8 m / s².

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RELAÇÃO ENTRE NEWTON E DINA

1 N = 1 kg x 1 m / s² = 1 000g x 100cm/s² = 100 000 g x cm / s² = 10 5 g x cm / s² = 10 5 dina

Logo 1 N = 10 5 dina

Relação entre KILOGRAMA-FORÇA e NEWTON

1 kgf = 1 kg x 9,8 m / s² = 9,8 ( 1 kg x 1 m/ s²) = 9,8 N.

Logo: 1 kgf = 9,8 N

Terceira Lei de Newton

Principio da ação e reação A toda ação corresponde uma reação, de

mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto.

Sempre que um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, este reage exercendo em A uma outra força, de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário.

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AÇÃO E REAÇÃO

OBS: Ação e Reação são forças que nunca se anulam pois sempre agem em corpos diferentes.

Ex: A Terra atrai os corpos com uma força, que é o peso do corpo (ação).Por este princípio, o corpo atrai a Terra com força de mesma intensidade e direção, mas com sentido oposto (reação).

Ex: Quando chutamos uma bola, aplicamos uma força (ação) sobre ela que é correspondida com outra força (reação) aplicada sobre nosso pé.

AÇÃO E REAÇÃO:

Forças de ação e reação atuam em corpos diferentes.

FIM!!!