Logo Passei Direto
Buscar
Material
páginas com resultados encontrados.
páginas com resultados encontrados.
left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

Prévia do material em texto

EEM PADRE RODOLFO FERREIRA DA CUNHA 
 Física- Dinâmica/Leis de Newton 
 Arnaldo Alves 
O que é dinâmica? 
A palavra dinâmica vem do grego dynamike, que significa 
“algo forte”. Na física, é a área que estuda o comportamento dos corpos 
em movimento, focando no que causa o movimento e não no 
movimento em si, que é o tópico da cinemática. 
A dinâmica investiga o que causa e o que modifica o 
movimento, ou seja, a ação de forças. O grande físico, e também 
matemático, que ganhou nome nessa área foi Isaac Newton, o principal 
físico que trabalhou nessa área (1643-1727), tanto que, em sua 
homenagem, a unidade de medida de força é newton (N). 
Os principais temas abordados nessa área são: 
➢ Leis de Newton 
➢ Gravitação 
➢ Energia mecânica 
Leis de Newton: descrevem os movimentos dos corpos por meio das 
forças que atuam sobre eles. Ao todo, existem três leis de Newton: a lei 
da inércia, o princípio fundamental da dinâmica e a lei da ação e 
reação. A partir das leis de Newton, também se estuda o 
comportamento das forças de atrito, empuxo, tração, forças 
centrípetas etc. 
Gravitação universal: área da dinâmica que estuda o movimento dos 
corpos celestes. Além da lei da gravitação universal, que é utilizada 
para calcular a força e atração que um corpo exerce sobre outro, há 
também as leis de Kepler, usadas para descrever as órbitas 
planetárias. 
Energia mecânica: o estudo dessa forma de energia relaciona as 
energias cinética e potencial, entre outras. Aqui também se estuda o 
princípio da conservação da energia mecânica, além dos cálculos de 
trabalho mecânico e potência." 
Temas estudados na dinâmica 
O principal tema estudado nessa área é a força, o conjunto de 
leis que explica sua atuação é conhecido como as três leis de Newton: 
1ª lei de Newton: conhecida como inércia, afirma que: “Todo 
corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme 
em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado 
por forças aplicadas sobre ele”. 
2ª lei de Newton: conhecida como o princípio fundamental da 
dinâmica, afirma que: “A mudança de movimento é proporcional à força 
resultante (F) de um sistema; a força é igual ao produto da massa (m) 
com a aceleração do corpo (a)”. 
3ª lei de Newton: conhecida como ação e reação, afirma 
que: “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”. 
Resumo sobre dinâmica 
✓ Dinâmica é a área da física que estuda o que causa o movimento. 
✓ No movimento, há aplicação de forças. 
✓ O principal estudioso da área foi o físico Isaac Newton. 
✓ Unidade de medida de força é newton (N). 
✓ Os principais temas abordados em dinâmica são: força (leis de 
Newton e gravitação universal), trabalho de uma força, potência 
mecânica, e energia mecânica (soma de energia cinética e energia 
potencial). 
✓ A três leis de Newton são: inércia; força resultante é proporcional à 
aceleração do corpo; e ação e reação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fórmulas da dinâmica 
Confira as principais fórmulas da dinâmica e aprenda o que significa 
cada uma de suas variáveis. 
 Força resultante 
A força resultante pode ser obtida por meio do cálculo vetorial. De 
acordo com a 2ª lei de Newton, ela é igual ao produto entre a massa do 
corpo e sua aceleração. 
 
Fórmula do trabalho de uma força 
O trabalho exercido por uma força constante pode ser calculado por 
meio do produto entre a força aplicada e a distância percorrida pelo 
corpo. 
 
Energia cinética 
Energia cinética é a quantidade de energia armazenada em qualquer 
corpo de massa m que se move com velocidade v, como se vê na 
fórmula a seguir: 
 
Energia potencial gravitacional 
Energia potencial gravitacional diz respeito à quantidade de energia 
que é armazenada em um corpo de massa m, quando elevado a uma 
altura h a partir do solo, em uma região onde a aceleração da 
gravidade é igual a g. 
 
Energia mecânica 
Energia mecânica diz respeito a toda energia relativa ao movimento de 
um corpo ou sistema de corpos. A energia mecânica é igual à soma da 
energia cinética com a energia potencial. 
 
Primeira Lei de Newton 
A primeira lei de Newton estabelece que um corpo tende a 
permanecer em repouso ou em movimento retilíneo uniforme caso a 
resultante das forças que agem sobre ele seja nula. 
A primeira lei de Newton, também conhecida como lei da 
inércia, estabelece que, se a força resultante sobre um corpo for nula 
(igual a zero), esse corpo estará em repouso ou em movimento retilíneo 
uniforme. Confira a tradução do enunciado original da primeira lei de 
Newton: 
“Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de 
movimento uniforme em uma linha reta a menos que seja forçado 
a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele.” 
A inércia é uma propriedade da matéria que mede a 
resistência que um corpo oferece ao ser acelerado. Quanto maior for a 
inércia de um corpo, maior será a força necessária para alterar seu 
estado de movimento. Além disso, a inércia de um corpo é 
quantitativamente igual à sua massa. Por isso, de acordo com Sistema 
Internacional de Unidades (SI), pode ser medida em quilograma (kg). 
Referencial inercial 
Assim como as demais leis de Newton, a lei da inércia só é 
válida para referenciais inerciais. Assim, o ponto onde se encontra o 
observador dos movimentos não pode ser acelerado, portanto, ele deve 
mover-se com velocidade constante ou estar parado. 
O quadro esquemático abaixo facilitará sua compreensão 
acerca da primeira lei de Newton: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Entendendo a primeira lei de Newton 
Antes dos trabalhos de Galileu Galilei, acreditava-se que, 
para haver movimento, era necessária a ação constante de uma força 
capaz de impelir os corpos a moverem-se. Foi Galileu quem percebeu 
que, na verdade, para que um corpo inicialmente em repouso fosse 
colocado em movimento, bastava a ação de uma força. 
Galileu não dispunha dos recursos tecnológicos capazes de 
demonstrar a inércia de um corpo, por isso, recorreu a alguns 
experimentos mentais. Em um desses experimentos, o físico propôs a 
existência de uma superfície perfeitamente polida, que não exercesse 
qualquer atrito com um corpo que fosse apoiado sobre ela. De acordo 
com seu raciocínio, um corpo colocado em movimento sobre essa 
superfície perfeitamente lisa jamais pararia: 
A conclusão de Galileu com o experimento proposto acima foi 
que, se não houvesse forças contrárias ao movimento do corpo, como 
a força de atrito, o corpo deveria mover-se em linha reta 
indefinidamente. 
Posteriormente, Isaac Newton determinou a lei da inércia, 
atribuindo a ela uma definição matemática precisa por meio da segunda 
lei de Newton. Dessa forma, Newton foi capaz de relacionar a inércia 
de um corpo com a força resultante sobre ele e com a aceleração 
adquirida. 
Exemplos da primeira lei de Newton 
Cotidianamente, podemos fazer diversas atividades com base 
na primeira lei de Newton. Confira algumas dessas situações: 
➢ Se uma pessoa estiver dentro de um trem ou de um ônibus 
que se move com velocidade constante e jogar uma bolinha 
de papel para cima, a bolinha deverá cair de volta em sua 
mão. Isso indica que a pessoa, o meio de locomoção e a 
bolinha movem-se com a mesma velocidade. Além disso, a 
bolinha apresenta uma inércia capaz de mantê-la em 
movimento com a mesma velocidade. 
➢ Ao frearmos ou acelerarmos um carro, somos “lançados” para 
frente e para trás, respectivamente. Apesar de parecer que há 
uma força nos movendo, o que sentimos refere-se à 
tendência de permanecermos em repouso ou em movimento 
uniforme. 
➢ Em uma curva muito fechada, somos “espremidos” contra a 
porta do carro. Isso ocorre porque uma força centrípeta, que 
aponta para o centro do curva, faz o carro virar. Dessa forma, 
nossa inércia age na mesma direção dessa força, porém em 
sentido contrário. 
➢ Uma forma defixarmos a cabeça de um martelo é batendo a 
base de seu cabo contra uma superfície. Como a cabeça do 
martelo tem uma inércia relativamente grande, ela ficará em 
repouso enquanto o cabo do martelo subirá, fixando-a. 
Força resultante 
A força resultante é a soma vetorial de todas as forças 
aplicadas a um corpo. De acordo com a Segunda Lei de Newton 
(Princípio Fundamental da Dinâmica), a força resultante é igual o 
produto da massa pela aceleração. 
Fórmula da Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da 
Dinâmica) 
A fórmula matemática da Segunda Lei de Newton pode ser 
representada, de maneira simplificada, da seguinte forma: 
F= m.a, Onde: 
F = força resultante (medida em newtons (N)) 
m = massa do corpo (medida em kg) 
a = aceleração (medida em metro por segundo ao quadrado m/s²). 
Essa fórmula estabelece a resultante das forças e é chamada 
equação fundamental da dinâmica. Assim, a massa do corpo (m) é a 
constante de proporcionalidade da equação e é a medida da inércia de 
um corpo. 
Força peso 
Através da Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental 
da Dinâmica) é possível chegar à outra definição essencial para 
compreensão de fenômenos da Física: o peso. A Força Peso equivale à 
atração que um planeta exerce sobre um corpo em sua superfície. Essa 
força pode ser calculada da seguinte forma: 
P = m.g, Onde: 
P = Peso 
m = massa 
g = é a aceleração da gravidade local. 
A força peso varia de acordo com a gravidade, portanto, a 
massa de um corpo é fixa, mas o seu peso é variável. Dessa forma, um 
corpo com massa de 30kg no planeta Terra, onde a aceleração da 
gravidade é 9,8 m/s2, possui o seguinte peso: P = 30. 9,8 / P = 294 N. 
O mesmo corpo em um planeta com gravidade diferente, 
como Marte, por exemplo, onde a gravidade = 3,711 m/s2, o peso do 
corpo seria o seguinte: P = 30.3,711 / P = 37,11 N 
 
Exercícios 
1ª. Um corpo com massa de 5 kg é submetido a uma força de 
intensidade 25N. Qual é a aceleração que ele adquire? 
2ª. Determine qual é a aceleração desenvolvida por um corpo de 
massa igual a 4,5 kg, quando sujeito a uma força de 900 N. 
a) 10 m/s² b) 20 m/s² c) 0,5 m/s² d) 9 m/s² 
3ª. (PUC) Quando a resultante das forças que atuam sobre um corpo é 
10N, sua aceleração é 4m/s2. Se a resultante das forças fosse 12,5N, a 
aceleração seria de: 
a)2,5m/s2 b)5,0m/s2 c) 7,5 m/s2 
d)2 m/s2 e) 12,5 m/s2 
4ª. (PUC-RIO) A primeira Lei de Newton afirma que, se a soma de 
todas as forças atuando sobre o corpo for zero, o corpo … 
a) terá um movimento uniformemente variado 
b) apresentará velocidade constante 
c) apresentará velocidade constante em módulo, mas sua direção 
poderá ser alterada. 
d) será desacelerado 
e) apresentará um movimento circular uniforme. 
5ª. Um corpo com massa de 60 kg está na superfície do planeta Marte, 
onde a aceleração da gravidade é 3,71 m/s2. De acordo com esses 
dados, responda: 
a) Qual é o peso desse corpo na superfície de Marte? 
b) Suponha que esse mesmo objeto seja trazido para a Terra, onde 
g = 9,78 m/s2, qual será o seu peso? 
5ª. Newton é dos principais físico que trabalhou na área da dinâmica, 
quais são as três leis elaborada por ele? 
6ª. O que a dinâmica estuda? 
7ª. Qual a conclusão de Galileu Galilei em seu experimento sobre a 
inércia? 
8ª. O que as Leis de Newtons descrevem? 
9ª. O que afirma: 
a) A Inércia; 
b) A segunda Lei de Newton; 
c) A Terceira de Lei de Newton.

Mais conteúdos dessa disciplina