A Força e o Movimento

FORÇA E MOVIMENTO

LEIS DE NEWTON

1ª LEI. “Um corpo em repouso permanece em repouso a menos que sobre ele atua uma força externa. Um corpo em movimento desloca-se com velocidade constante a menos que sobre ele atue uma força externa”.

[pic 1]

2ª LEI. A aceleração de um corpo tem a direção da força externa resultante que atua sobre ele. É proporcional ao módulo ao módulo da força externa resultante e inversamente proporcional à massa do corpo”.

                                                [pic 2]    ou   [pic 3]  ou [pic 4]

3ª LEI. “As forças sempre atuam aos pares de forças iguais e opostas. Se um corpo A exerce uma força sobre outro corpo B, este exerce sobre o corpo A uma força de reação que tem o mesmo módulo a mesma direção, porém de sentidos opostos”.

EXEMPLOS:

1. Uma força provoca uma aceleração de 2 m/s2 num corpo de massa m1. A mesma força aplicada a um outro corpo de massa m2 provoca aceleração de 5 m/s2.

1. Qual a massa do segundo corpo?
2. Qual o módulo da força?

1. Uma moça de 72 kg e uma menina de 30 kg estão de patins e paradas sobre uma camada de gelo uma de frente para a outra. A moça empurra a menina e esta parte com aceleração de 1,2m/s2. Qual a aceleração adquirida pele moça?

FORÇAS ESPECIAIS

FORÇA PESO: Atração gravitacional da terra sobre qualquer corpo próximo ou na sua superfície.

            [pic 5][pic 6][pic 7]

NORMAL( REAÇÃO NORMAL): Força que a superfície de apoio exerce sobre qualquer corpo nela apoiado. A direção da normal é sempre perpendicular à superfície de apoio.

 [pic 8]

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[pic 10][pic 11]

                     

FORÇA DE ATRITO : Força que se opõe ao movimento, surge da interação entre as moléculas do corpo e da superfície de apoio em contato.

[pic 12][pic 13]

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[pic 15][pic 16]

FORÇA DE ATRITO ESTÁTICO e FORÇA DE ATRITO CINÉTICO.

        Quando aplicamos uma força num corpo em repouso tentando movimentá-lo, surge uma força de atrito estático em sentido contrário que aumenta a medida que aumentamos a força até atingir um valor máximo, que é a força de atrito estático.

[pic 17]

        Quando o corpo entra em movimento, o atrito estático passa a ser atrito cinético, surgindo então a força de atrito cinético.

[pic 18][pic 19]

PROPRIEDADES DO ATRITO.

P1. Se o corpo não se move, então a força de atrito estático e a componente de F paralela a superfície são iguais em módulo e têm sentidos opostos.

P2. O módulo da força de atrito estático tem valor máximo [pic 20] dado por [pic 21]

P2. Se o corpo começar a deslizar sobre a superfície, o módulo da força de atrito decrescerá rapidamente para o valor [pic 22], dado por  [pic 23]

[pic 24]

RESULTANTE CENTRÍPETA: Resultante das forças que atuam sobre um corpo fazendo-o realizar movimento circular.

[pic 25][pic 26][pic 27]

FORÇA ELÁSTICA.

        Força de restituição que surge quando alongamos ou comprimimos uma mola. É uma força que percebemos tanto mais intensamente quanto maior for o alongamento ou a compressão.

[pic 28]

[pic 29] [pic 30]com,  Δx→ elongação e K → constante elástica da mola.

EXERCÍCIOS

1. Uma pessoa empurra horizontalmente uma caixa de 55kg, para movê-la sobre o chão, com uma força horizontal de 220 N. O coeficiente de atrito cinético é 0,35.

1. Qual o módulo da força de atrito?
2. Qual a aceleração da caixa?

1. Dois blocos idênticos, ambos com massa m = 50 kg, são ligados por um fio leve e flexível . O coeficiente de atrito do bloco com a superfície é μ = 0,2. Qual a aceleração dos blocos? Qual a tensão no fio que une os blocos?

              [pic 31]

1. Um objeto ao qual é aplicada uma força de 100N sofre uma aceleração de 2m/s2. O que ocorre

1. com a força se aceleração quadruplicar?
2. Com a massa se a aceleração triplicar?

1. Um pai de 80 kg e seu filho de 30 kg estão um em frente ao outro sobre um lago congelado. O pai empurra o filho com uma força de 100N. Desprezando os atritos, calcule a aceleração de cada um deles.

1. Determine a aceleração do sistema e a tração no fio que une os blocos, desprezando atrito e sabendo que os fios são inextensíveis e sem massa.[pic 32]

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[pic 34][pic 35][pic 36][pic 37]

[pic 38]

1. Determine a força tensora no cabo de sustentação de um elevador de peso P = 2000N, quando está:

1. subindo com velocidade constante
2. subindo com  aceleração para cima de 1 m/s2 
3. subindo com aceleração para baixo de 1 m/s2
4. descendo com velocidade constante
5. descendo com aceleração para baixo de 1 m/s2
6. descendo com  aceleração para cima de 1 m/s2

1. Em um bloco de massa m = 12kg colocado sobre uma mesa lisa, atuam as forças mostradas na figura.

1. Qual o valor da resultante dessas forças?
2. O bloco está em movimento? Em qual sentido?
3. Se o bloco estiver em movimento, qual a sua aceleração?[pic 39]

[pic 40]