Mecnica PROF JOO PAULO CERQUEIRA FELIX GRADUANDO EM

Mecânica PROF. JOÃO PAULO CERQUEIRA FELIX GRADUANDO EM FÍSICA – UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS (UFPEL)

Aula 04: Leis de Newton. (As leis da Mecânica Newtoniana). Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Dinâmica Do que se trata a Dinâmica? Anteriormente, estudamos os movimentos dos corpos a partir de suas equações horárias de movimento, sem nos preocuparmos com as suas causas. Agora, estaremos interessados em descrever as causas de tais movimentos. Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Leis de Newton Final do século XV, Isaac Newton, mais reconhecido por seus trabalhos em Física e Matemática, publica o primeiro volume de sua obra conhecida como "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural", um conjunto de três volumes, os quais tratavam sobre o movimento de corpos e sobre o sistema de Mundo. Ao tratar sobre o movimento de corpos, Newton enuncia três leis que se tornam a base da chamada Mecânica Newtoniana. Isaac Newton, Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, 1686. Imagem: Andrew Dunn. Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Leis de Newton Sabemos, intuitivamente, que para que um corpo entre em movimento, é necessária a ação de uma força sobre ele. Mas, como veremos ao longo do capítulo, tal concepção é equivocada. Veremos que, para que um corpo entre em movimento, é necessário que uma força resultante não nula atue sobre ele. Precisamos então definir força e força resultante. Força: Agente físico cujo efeito dinâmico é a mudança no estado de movimento (aceleração) de um corpo. Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Leis de Newton Força Resultante: Soma de todas as forças que atuam em um corpo. Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Leis de Newton Exemplos: (a) (b) (c) Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Leis de Newton Observe que no 3° exemplo, a força resultante sobre o corpo é nula. Isto não significa que nenhuma força atua sobre ele, mas sim que as forças que atuam sobre ele se anulam. Veremos que isto não implica que o corpo esteja em repouso. Seguindo algumas das ideias de Galileu Galilei¹, Isaac Newton enuncia três leis de movimento, hoje conhecidas como as três leis de Newton. É importante destacarmos que as leis de Newton são válidas apenas em referenciais não-acelerados, ditos referenciais inerciais. ¹FÍSICO, MATEMÁTICO, ASTRÔNOMO E FILÓSOFO. FOI UMA DAS PRINCIPAIS FIGURAS QUE CONTRIBUÍRAM PARA A REVOLUÇÃO CIENTÍFICA NO SÉCULO XV. ²REFERENCIAIS INERCIAIS SÃO AQUELES QUE ESTÃO EM REPOUSO OU SE MOVEM COM VELOCIDADE CONSTANTE EM RELAÇÃO A UM REFERENCIAL ESTACIONÁRIO. Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

1ª lei de Newton Vivenciamos a Física por trás da 1ª lei de Newton no nosso dia a dia, mas não imaginamos. Suponha que você esteja dentro de um ônibus, e, repentinamente, o motorista desacelera. Você se sente "arremessado" para a frente do ônibus. Suponha agora que o motorista, repentinamente, acelere o ônibus. Você agora se sente "arremessado" para trás, como na figura abaixo. Por trás disto está o conceito de inércia. Podemos dizer que a inércia é a tendência dos corpos a conservarem o seu estado de movimento. A inércia é uma propriedade intrínseca da matéria, isto é, toda matéria tem inércia. Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

1ª lei de Newton Galileu Galilei, em seus experimentos com o movimento de corpos em planos inclinados, observou e concluiu que: Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

1ª lei de Newton Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

1ª lei de Newton Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

2ª lei de Newton: “A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é aplicada. ”. Em outras palavras, a variação da quantidade de movimento de um corpo, em um intervalo de tempo, é igual a força motora resultante imprimida no mesmo. Surge uma nova definição: Quantidade de movimento³. ³GRANDEZA TAMBÉM CONHECIDA COMO MOMENTUM OU MOMENTO LINEAR. Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

2ª lei de Newton Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

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3ª lei de Newton Você conhece a 3ª lei de Newton desde que era um bebê. Ao tentar engatinhar em direção ao seu familiar, em algum momento, você percebeu que deveria forçar o seu pé para trás, contra o chão, para adquirir movimento para frente. Você era empurrado para a frente com a mesma intensidade da força que você fazia para trás. Esse é o princípio da ação e reação. 3ª lei de Newton: “A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos. ” Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Exercícios 1. (Upe 2014) A figura a seguir representa um ventilador fixado em um pequeno barco, em águas calmas de um certo lago. A vela se encontra em uma posição fixa e todo vento soprado pelo ventilador atinge a vela. Nesse contexto e com base nas Leis de Newton, é CORRETO afirmar que o funcionamento do ventilador: I. Aumenta a velocidade do barco. II. Diminui a velocidade do barco. III. Provoca a parada do barco. IV. Não altera o movimento do barco. V. Produz um movimento circular do barco. Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Exercícios 2. (Unicastelo-SP) Assinale a alternativa que contém um exemplo de aplicação da Primeira Lei de Newton. I. Um livro apoiado sobre uma mesa horizontal é empurrado horizontalmente para a direita com uma força de mesma intensidade da força de atrito que atua sobre ele, mantendo-o em movimento retilíneo e uniforme. II. Quando um tenista acerta uma bola com sua raquete, exerce nela uma força de mesma direção e intensidade da que a bola exerce na raquete, mas de sentido oposto. III. Em uma colisão entre duas bolas de bilhar, a quantidade de movimento do sistema formado por elas imediatamente depois da colisão é igual à quantidade de movimento do sistema imediatamente antes da colisão. IV. Em um sistema de corpos onde forças não conservativas não realizam trabalho, só pode ocorrer transformação de energia potencial em cinética ou de energia cinética em potencial. V. Se a força resultante que atua sobre um carrinho de supermercado enquanto ele se move tiver sua intensidade dobrada, a aceleração imposta a ele também terá sua intensidade dobrada. Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Exercícios Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

Exercícios 0, pois a bola está inicialmente em repouso! Universidade Federal de Pelotas Desafio Pré-Universitário

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