Forças e Leis de Newton

Forças e Leis de Newton

Forças e os seus efeitosUma força é toda a causa capaz de alterar o

estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou ainda de lhe causar deformações.

É uma grandeza vectorial e uma manifestação de energia.

PartirMover Parar Modificar

Tipos de Forças

A Força exercida por uma grua quando levanta uma carga.

A Força exercida pelo ciclista nos pedais da bicicleta.

A Força Gravíttica exercida pelo Planeta Terra.

A Força exercida por um íman em objetos de Ferro

Como se determina uma forçaPara medir o valor de uma força deve ser

utilizado um Dinamómetro.Os Dinamómetros podem ser analógicos ou

Digitais e indicam o valor da Força na sua unidade característica, o Newton (N).

Dinamómetro Analógico Dinamómetro Digital

Resultante de um sistema de forças

Chama-se força resultante à força que por si só substitui todas as forças que actuam num corpo. Corresponde à soma de todas as forças.

Como se somam forças?1. Começas por representar um dos vetores.2. Depois, na extremidade do primeiro vetor, inicias a

representação do segundo.3. Finalmente, unes a origem do primeiro vetor com a

extremidade do segundo, para obteres o vetor soma.

Exemplos:

A intensidade da força resultante calcula-se de diferentes formas: 1. Forças com a mesma direcção e sentido

Quando as forças têm a mesma direcção e sentido, a força resultante tem a mesma direcção e sentido e a sua intensidade é igual à soma das intensidades das forças que actuam.

�� 𝑹

Quando as forças têm a mesma direcção e sentidos contrários, a força resultante tem a mesma direcção, sentido da força de maior intensidade e a sua intensidade corresponde à diferença das intensidades das forças que actuam.

2. Forças com a mesma direcção e sentidos contrários

�� 𝑹

3. Forças com direcções perpendiculares

Quando as forças têm direcções perpendiculares, a direcção da força resultante é oblíqua à direcção das forças componentes do sistema, e obtém-se por aplicação da regra do paralelogramo ou da regra do triângulo de Stévin. A sua intensidade calcula-se pelo teorema de Pitágoras.

�� 𝑹FR

Resumindo1. Forças com a mesma direção e sentido

2. Forças com a mesma direção e sentidos opostos

3. Forças com direções perpendiculares

𝑭 𝑹=𝑭𝟏+𝑭𝟐

𝑭 𝑹=𝑭𝟏−𝑭𝟐

𝑭 𝑹=√𝑭𝟏+𝑭𝟐

Quando a FR é nula:

�� 𝑹=�� {𝐸𝑠𝑡 á 𝑡𝑖𝑐𝑜

(𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜𝑜𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠𝑒¿𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑒𝑚𝑟𝑒𝑝𝑜𝑢𝑠𝑜).¿ .

𝐷𝑖𝑛 â𝑚𝑖𝑐𝑜𝑜𝑢𝐶𝑖𝑛 é 𝑡𝑖𝑐𝑜(𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜𝑜𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑠𝑒¿𝑚𝑜𝑣𝑒𝑐𝑜𝑚𝑜𝑚𝑜𝑣𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜¿𝑟𝑒𝑡𝑖𝑙í 𝑛𝑒𝑜𝑒𝑈𝑛𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒)

Representação de Forças num corpo:Força gravítica () – Todo o corpo que

tem massa é atuado pela força gravítica

�� 𝑔 �� 𝑔

�� 𝑔

��𝑁

�� 𝑔

��𝑁

Força Reação normal () - Todo o corpo que está pousado é atuado pela Reacão Normal

Representação de Forças num corpo:Tensão() – Todo o corpo que está suspenso

é atuado por uma tensão

�� 𝑔

𝑇

Leis de Newton

Na ausência de forças, uma partícula está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme.

FR = 0

Primeira Lei de Newton (Princípio da inércia)

Isso significa que um ponto material isolado possui velocidade vetorial constante.

Um corpo em repouso tende, por inércia, a permanecer em repouso.

Um corpo em movimento tende, por inércia, a continuar em MRU.

Inércia é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação na sua velocidade.

Exemplos

Quando o autocarro (ou o carro) travam, os passageiros tendem, por inércia, a prosseguir com a velocidade que tinham, em relação ao solo. Assim, são atirados para frente em relação ao autocarro (carro).

Quando o cão entra em movimento, o menino em repouso em relação ao solo, tende a permanecer em repouso. Note que em relação ao carrinho o menino

é atirado para trás.

Outros Exemplos

Exemplos

A inércia do corpo está relacionada com a sua massa e com a sua

velocidade.Quando comparamos dois corpos, o corpo que tiver maior massa terá

maior inércia.Quando comparamos dois corpos, o corpo que tiver maior velocidade

terá maior inércia.

Quando a resultante das forças não é nula, verfica-se uma alteração da velocidade da

partícula material, ou seja ganha aceleração.

FR ≠ 0

Segunda Lei de Newton (Lei fundamental da Dinâmica)

amFR

A resultante das forças aplicadas em uma partícula é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida:

amFR

sentido e direção mesma:e aFR

ma

RF

Se aplicarmos uma única força a um corpo de 1 kg de massa, colocado sobre uma superfície plana sem atrito, e ele adquirir a aceleração de 1 m/s², diremos que a intensidade dessa força é de 1 N (newton).

maFR

N1s

m . kg1sm 1 .kg1 22

Exercício

Terceira Lei de Newton (Princípio da ação-reação)Toda vez que um corpo A exerce num corpo B uma força , este também exerce em A outra força tal que essas forças:

O par ação-reação nunca é aplicado num mesmo corpo

a) têm a mesma intensidade;

b) têm a mesma direção;

c) têm sentidos opostos;

d) têm mesma natureza, sendo ambas de campo (à distância) ou ambas de contato

Exemplos

A Terra “puxa” o corpo O corpo “puxa” a Terra

O canhão empurra a bala A bala empurra o canhão

A bola A faz força sobre a B A bola B faz força sobre a A

Pessoa empurra o chão O chão empurra a pessoa

Os gases empurram o foguete O foguete empurra os gases

A arma “empurra” o projétil O projétil “empurra” a arma

O pé “empurra” a bola A bola “empurra” o pé

A pessoa chuta o muro O muro “chuta” a pessoa

FORÇAS DE ATRITO• Quando empurras um livro sobre uma mesa,

tens que exercer uma força sobre o livro, para a frente; o livro em contacto com a mesa resiste ao movimento com uma força igual e oposta.

• Da mesma forma, quando queres parar a tua bicicleta, bloqueando as rodas com os travões, ela desliza no chão, mas o atrito faz com que ela acabe por parar. 

O Atrito é uma força que se opõe ao movimento, quando uma superfície desliza sobre a outra.

O que influencia o atrito?• Natureza do material em contacto

• Rugosidade da superfície de contato

(madeira, aço, pedra, vidro, borracha, etc.)

Quanto mais rugosas forem as superfícies de contacto entre os corpos, maior a força de atrito e maior a oposição ao movimento.• Da massa do corpo que se move

Quanto maior for a Massa do corpo que se move, maior a força de atrito entre as superfícies de contacto e maior a oposição ao movimento.

FORÇAS DE ATRITO

FORÇAS DE ATRITOAtrito estático:

Atrito cinético:de deslizamento de rolamento

Atrito Estático & Atrito Cinético

Quando o corpo está parado, a Força de Atrito que ocorre entre este e a superfície de apoio é mais elevado do que a Força de Atrito que ocorre quando o corpo já está em movimento.

Atrito estático - que ocorre enquanto o corpo está parado sobre a superfície de apoio;Atrito cinético - que ocorre quando o corpo se move sobre a superfície de apoio.

A Força de Atrito Estático tem maior intensidade que a Força de Atrito Cinético.

Conclui-se assim que

ATRITO...

... útil ou prejudicial???

Porque é que os ciclistas se inclinam durante as corridas???E porque é que os capacetes têm aquela forma ???

A resistência que o ar oferece ao movimento dos corpos é uma força de atrito; para isso os ciclistas posicionam-se de tal modo que as forças de atrito sejam reduzidas.

ATRITO PREJUDICIAL

Porque é que há o perigo de um “vaivém” espacial se incendiar quando penetra na atmosfera terrestre???

Porque ao penetrar na atmosfera terrestre, o “vaivém” fica sujeito a uma elevação de temperatura muito acentuada, devido ao atrito entre o ar e o “vaivém”.

ATRITO PREJUDICIAL

O que são as estrelas cadentes???

Há uma enorme quantidade de partículas do tamanho de grãos de areia que entram na atmosfera terrestre todos

os dias. Devido ao atrito tornam-se incandescentes, dando origem às tão conhecidas “Estrelas Cadentes”!!

ATRITO ÚTIL

Já pensaste como é que um fósforo acende???

O atrito permite acender o fósforo quando o riscamos numa superfície.

ATRITO ÚTIL

Já pensaste porque é que numa corrida de Fórmula 1, os automobilistas mudam de pneus quando começa a chover???

A superfície dos pneus é rugosa, o que resulta numa certa resistência ao movimento. Quando chove, a água torna a superfície da estrada escorregadia; os pneus perdem aderência, então é necessário substitui-los por pneus que tenham sulcos mais profundos.

ATRITO ÚTIL

E as chuteiras dos jogadores de futebol??... Porque é que têm pitões e não solas normais?

Para aumentar o atrito; quanto maior for o atrito entre chuteira e o campo, menor é o risco de o jogador escorregar!

ATRITO ÚTIL

Qual será o motivo de um barco estar colocado em cima de uma almofada de ar, como no caso de um hovercraft?!?!

Simplesmente para diminuir o atrito entre o barco e a superfície da água, fazendo com que ganhe velocidade.

ATRITO PREJUDICIAL

Porque é que costumas lubrificar a corrente da bicicleta???

Ao colocares óleo na corrente vais fazer com que o atrito diminua, as mudanças “entrem” melhor e haja menos desgaste da corrente!!

ATRITO PREJUDICIAL

Porque é na patinagem artística os patins são em linha???

Mais uma vez para reduzir o atrito, e deslizar melhor!!!

ATRITO PREJUDICIAL

EMBORA ELE SEJA “CONTRA O MOVIMENTO” HÁ SITUAÇÕES EM QUE ELE É PREJUDICIAL, E SITUAÇÕES EM QUE É BASTANTE ÚTIL!!!

BASTA PENSARES QUE... SE NÃO HOUVESSE ATRITO... ... NÃO CONSEGUIAS ANDAR!!!...

ENTÃO O QUE SE PODE CONCLUIR ACERCA DO ATRITO?

Fim