Fisica

Introdução

As três leis de Newton representam o fundamento teórico para 99% das situações em nosso cotidiano que envolve mecânica. Elas são as leis que regem o movimento das coisas, para fins práticos da engenharia civil e mecânica, as três leis de Newton são o suficiente para formar o conhecimento aplicável necessário que estudam o movimento, os sólidos, os fluidos, os gases, o calor, o som, a luz, a eletricidade, o magnetismo, a relatividade, a estrutura atômica, a radioatividade, a física de partículas e a astrofísica entre outros. Na construção de um prédio utilizamos inúmeros cálculos considerados primordiais para o sucesso da edificação, a quantidade de tijolos, a espessura das vigas de concreto e das barras de ferro, a proporção exata de areia, água e cimento, a profundidade das valetas entre outras situações, pois toda construção vertical deve levar em conta a força horizontal imposta pelo vento.

A força imposta pelo vento é de ordem exponencial, pois à medida que dobramos a velocidade do vento, a força é quadruplicada. Essa força tende a desestabilizar a base e quanto mais alto for o edifício maior será a velocidade do vento.

O mais interessante é que existem duas forças atuando no mesmo instante, uma delas está empurrando o prédio e a outra surge puxando o prédio, pois o fluxo de

ar em um dos lados gera um vácuo no outro lado. Exemplo:

Além da força do vento agindo sobre o prédio, existe a ocorrência do movimento de oscilação, em razão dos edifícios atuais serem muito leves. Mas esse problema pode ser resolvido com o uso de estabilizadores de concreto muito grande, localizados no topo do edifício.

Estabilizador de oscilações de um edifício

Funcionam através da movimentação contrária à oscilação imposta pela força do vento. Observe:

1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia

Inércia é a tendência que os corpos apresentam de permanecer no seu estado de equilíbrio, em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme. Na ausência de forças externas, um objeto em repouso permanece em repouso, e um objeto em movimento permanece em movimento.1° Exemplo: Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da curva, isto dá a impressão que se está sendo "jogado" para o lado contrário à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente

a trajetória. 2° Exemplo: quando estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar em movimento, estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados pelo princípio da inércia, cujo enunciado é: “Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento." Conclui-se que um corpo só altera seu estado de inércia, se alguém, ou alguma coisa aplicar nele uma força resultante diferente de zero. Uma partícula está em equilíbrio quando a resultante das forças que nela atuarem for nula, existem dois tipos de equilíbrio: -Equilíbrio Estático: equilíbrio de um corpo em repouso; -Equilíbrio Dinâmico: equilíbrio de um corpo em movimento retilíneo uniforme.

2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica

A segunda Lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica diz que, a força aplicada a um objeto é igual à massa do objeto multiplicado por sua aceleração. Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes observamos que elas não produzem aceleração igual. Na física mecânica as grandezas físicas fundamentais no sistema internacional de pesos e medidas (S.I.) são: Quilograma (kg) massa ; Metro (m) comprimento;

Segundo (s) tempo. E a aceleração: é a taxa de variação da velocidade. No SI sua unidade é o metro por segundo ao quadrado (m/s2).

M = massa

L = comprimento

T = tempo

Tipos de Força:

Força Peso – é a força com que a Terra atrai os corpos;

Força Elástica – analisa a deformação de um corpo elástico;

Força Tração – é a troca de força entre o corpo e o fio;

Força de Atrito – força oposta a tendência do movimento.

Exemplo: Quando entramos em um elevador, de acordo com o seu movimento podemos sentir diferentes sensações. Lembrando que de acordo com a 1ª Lei de Newton, o corpo, por inércia, tende a manter seu estado, seja ele de repouso ou de MRU. E de acordo com o princípio fundamental da Dinâmica, a força resultante (FR) pode ser calculada por FR = m.a, onde m é a massa do corpo e a é a aceleração desenvolvida pelo mesmo. Há cinco casos possíveis:

- Elevador parado ou subindo e descendo com velocidades constantes (MRU):

Nesses casos, a força normal aplicada em nossos pés é igual à nossa força peso, pois a única aceleração que estamos sentindo é a gravidade. A força resultante entre a normal e a peso é nula. FR = 0 --> FN = P

-Elevador iniciando seu movimento de subida:

Para subir, o elevador faz uma força para cima, tendo uma aceleração positiva voltada para cima. Como a resultante

está para cima, a força normal é maior que a força peso. FN > P --> FR = FN - P

-Elevador terminando seu movimento de subida:

Para parar, o elevador desacelera fazendo com que a resultante esteja voltada para baixo, fazendo-o frear. P > FN --> FR = P - FN

-Elevador iniciando o movimento de descida:

Como