Forças e Leis de Newton
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Forças e Leis de Newton
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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
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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
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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
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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.
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Exemplos:
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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
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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
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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
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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
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Quando a FR é nula:
�� 𝑹=�� {𝐸𝑠𝑡 á 𝑡𝑖𝑐𝑜
(𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜𝑜𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠𝑒¿𝑒𝑛𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑒𝑚𝑟𝑒𝑝𝑜𝑢𝑠𝑜).¿ .
𝐷𝑖𝑛 â𝑚𝑖𝑐𝑜𝑜𝑢𝐶𝑖𝑛 é 𝑡𝑖𝑐𝑜(𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜𝑜𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑠𝑒¿𝑚𝑜𝑣𝑒𝑐𝑜𝑚𝑜𝑚𝑜𝑣𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜¿𝑟𝑒𝑡𝑖𝑙í 𝑛𝑒𝑜𝑒𝑈𝑛𝑖𝑓𝑜𝑟𝑚𝑒)
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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
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Representação de Forças num corpo:Tensão() – Todo o corpo que está suspenso
é atuado por uma tensão
�� 𝑔
𝑇
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Leis de Newton
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Na ausência de forças, uma partícula está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme.
FR = 0
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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.
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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).
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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
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Exemplos
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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.
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Quando a resultante das forças não é nula, verfica-se uma alteração da velocidade da
partícula material, ou seja ganha aceleração.
FR ≠ 0
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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:
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amFR
sentido e direção mesma:e aFR
ma
RF
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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
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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
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Exemplos
A Terra “puxa” o corpo O corpo “puxa” a Terra
O canhão empurra a bala A bala empurra o canhão
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A bola A faz força sobre a B A bola B faz força sobre a A
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Pessoa empurra o chão O chão empurra a pessoa
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Os gases empurram o foguete O foguete empurra os gases
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A arma “empurra” o projétil O projétil “empurra” a arma
![Page 32: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/32.jpg)
O pé “empurra” a bola A bola “empurra” o pé
![Page 33: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/33.jpg)
A pessoa chuta o muro O muro “chuta” a pessoa
![Page 34: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/34.jpg)
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.
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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.
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FORÇAS DE ATRITO
![Page 37: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/37.jpg)
FORÇAS DE ATRITOAtrito estático:
Atrito cinético:de deslizamento de rolamento
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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
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ATRITO...
... útil ou prejudicial???
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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
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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
![Page 42: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/42.jpg)
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
![Page 43: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/43.jpg)
Já pensaste como é que um fósforo acende???
O atrito permite acender o fósforo quando o riscamos numa superfície.
ATRITO ÚTIL
![Page 44: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/44.jpg)
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
![Page 45: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/45.jpg)
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
![Page 46: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/46.jpg)
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
![Page 47: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/47.jpg)
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
![Page 48: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/48.jpg)
Porque é na patinagem artística os patins são em linha???
Mais uma vez para reduzir o atrito, e deslizar melhor!!!
ATRITO PREJUDICIAL
![Page 49: Forças e Leis de Newton](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022062323/56816439550346895dd602cc/html5/thumbnails/49.jpg)
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?
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Fim