Fisica Movimento

CAPÍTULO 5

FORÇA E MOVIMENTO-1

5.1 Porque a velocidade de uma partícula varia?

Se uma força atua sobre um objeto a sua velocidade será modificada, logo ele

apresentará uma aceleração.

5.2 Primeira lei de Newton ou Lei da inércia (referenciais inerciais)

O estudo da dinâmica de corpos envolvendo grandezas vetoriais e escalares, no

âmbito da mecânica clássica, (baixas velocidades e objetos fora da escalar

atômica) é completamente descrito pelas três leis de Newton.

Um objeto permanecerá em repouso ou em MRU, movimento retilíneo uniforme

indefinidamente para um dado referencial, se nenhuma força atuar sobre ele.

O vetor força, F = ma no SI tem a dimensão Kg.m/s2

= (N), Em homenagem ao

filósofo, Sir Isaac Newton.

No sistema CGS será:

F = g.cm/s2

(d) dina ⇒ F = 10-3Kg.10-2m/s2

= 10-5Kg.m/s2

ou

1d = 10-5 N.

Segunda lei de Newton

, esta equação pode ser traduzida como: em um sistema

fechado o somatório do produto de todas as massas pela sua aceleração é

igual ao vetor força F. Podemos representar o vetor força e suas componentes no

espaço tridimensional da seguinte forma:

1

n

i

i

m =

∑F = a

mi i a

1

1

1

.

.

.

n

x x

x

n

y y

y

n

z z

z

F ma

F ma

F ma

=

=

=

⎧

⎪ =

⎪

⎪ = = ⎨

⎪

⎪

⎪ = ⎩

∑

∑

∑

F

A representação do vetor força em

suas componentes retangulares,

como feita acima, tem a finalidade de

proporcionar uma maneira que

facilite a resolução de situações que

se encontram no dia a dia daqueles

envolvidos com essa problemática.

Assim como na situação mostrada

na figura ao lado, temos três pessoas segurando numa bóia salva-vidas. Para que

possamos determinar a força resultante sobre ela, devemos primeiramente

descrever o seu diagrama de força, figura (b). Para em seguida decompor esses

vetores nos eixos, “x” e “y”, o que facilitará sobremaneira a determinação da

resultante, isto é, para onde, ângulo e sentido, e com que força ela irá se deslocar,

em relação um dado referencial?

Por exemplo

Dois objetos de11Kg estão ligados a um

dinamômetro, conforme figura ao lado.

a. Quanto marca o dinamômetro?

Resp: Como não movimento, e o módulo da

força que atua no dinamômetro é de,

F = 11Kg.9,8m/s2

, ⇒ F = 10,78N, então o

Dinamômetro marcará 10,78N.

2

b. Para a situação da figura ao lado, qual

será a leitura no dinamômetro?

Resp. Será a mesma, pois a força

atuando sobre ele é de 10,78N.

Aplicações das leis de Newton

Na figura ao lado duas forças atuam, sobre a caixa de 2

kg, mas somente uma é mostrada. A caixa se move

sobre o eixo “x”.

Determine a segunda força para os seguintes valores da

componente ax da aceleração da caixa:

a. 10m/s2

; b. 20m/s2

; c. 0; d. -10m/s2 e -20m/s2

.