Forças e Leis de Newton

1. Forçase Leis de Newton

2. Forças e os seus efeitos • Uma força é toda a causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou ainda de lhe causar deformações. • É uma grandeza vectorial e uma manifestação de energia. Mover Modificar Partir Parar

3. Tipos de Forças A Força exercida por um íman em objetos de Ferro A Força exercida pelo ciclista nos pedais da bicicleta. A Força exercida por uma grua quando levanta uma carga. A Força Gravíttica exercida pelo Planeta Terra.

4. Como se determina uma força • Para medir o valor de uma força deve ser utilizado um Dinamómetro. • Os Dinamómetros podem ser analógicos ou Digitais e indicam o valor da Força na sua unidade característica, o Newton (N). • Dinamómetro Digital Dinamómetro Analógico

5. Resultante de um sistema de forças • Chama-se força resultante à força que por si só substitui todas as forças que actuam num corpo. Corresponde à soma de todas as forças. Como se somam forças? • Começas por representar um dos vetores. • Depois, na extremidade do primeiro vetor, inicias a representação do segundo. • Finalmente, unes a origem do primeiro vetor com a extremidade do segundo, para obteres o vetor soma.

6. Exemplos:

7. A intensidade da força resultante calcula-se de diferentes formas: 1. Forças com a mesma direcção e sentido • Quando as forças têm a mesma direcção e sentido, a força resultante tem a mesma direcção e sentido e a sua intensidade é igual à soma das intensidades das forças que actuam.

8. 2. Forças com a mesma direcção e sentidos contrários • Quando as forças têm a mesma direcção e sentidos contrários, a força resultante tem a mesma direcção, sentido da força de maior intensidade e a sua intensidade corresponde à diferença das intensidades das forças que actuam.

9. 3. Forças com direcções perpendiculares  FR Quando as forças têm direcções perpendiculares, a direcção da força resultante é oblíqua à direcção das forças componentes do sistema, e obtém-se por aplicação da regra do paralelogramo ou da regra do triângulo de Stévin. A sua intensidade calcula-se pelo teorema de Pitágoras.

11. Resumindo 1. Forças com a mesma direção e sentido 2. Forças com a mesma direção e sentidos opostos 3. Forças com direções perpendiculares

12. Quando a FR é nula:

13. Representação de Forçasnumcorpo: • Força gravítica () – Todo o corpoque tem massa é atuadopelaforçagravítica • ForçaReação normal () - Todo o corpoqueestápousado é atuadopelaReacão Normal

14. Representação de Forçasnumcorpo: • Tensão() – Todo o corpoqueestásuspenso é atuadoporumatensão

15. Leis de Newton

16. Na ausência de forças, uma partícula está em repousoou em movimento retilíneo uniforme.   FR = 0

17. Primeira Lei de Newton (Princípio da inércia) • Isso significa que um ponto material isolado possui velocidade vetorial constante. • Inércia é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação na sua velocidade. • Um corpo em repouso tende, por inércia, a permanecer em repouso. • Um corpo em movimento tende, por inércia, a continuar em MRU.

18. Exemplos Quando o autocarro (ou o carro) travam, os passageiros tendem, por inércia, a prosseguir com a velocidade que tinham, em relação ao solo. Assim, são atirados para frente em relação ao autocarro (carro).

19. Outros Exemplos Quando o cão entra em movimento, o menino em repouso em relação ao solo, tende a permanecer em repouso. Note que em relação ao carrinho o menino é atirado para trás.

20. Exemplos

21. A inérciado corpo está relacionada com a sua massa e com a sua velocidade. Quando comparamos dois corpos, o corpo que tiver maior massa terá maior inércia. Quando comparamos dois corpos, o corpo que tiver maior velocidadeterá maior inércia.

22. Quando a resultante das forças não é nula, verfica-se uma alteração da velocidade da partícula material, ou seja ganha aceleração.   FR ≠ 0

23. Segunda Lei de Newton (Lei fundamental da Dinâmica) A resultante das forças aplicadas em uma partícula é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida:

25. Exercício Se aplicarmos uma única força a um corpo de 1 kg de massa, colocado sobre uma superfície plana sem atrito, e ele adquirir a aceleração de 1 m/s², diremos que a intensidade dessa força é de 1 N (newton).

26. Terceira Lei de Newton (Princípio da ação-reação) Toda vez que um corpo A exerce num corpo B uma força , este também exerce em A outra força tal que essas forças: a) têm a mesma intensidade; b) têm a mesma direção; c) têm sentidos opostos; d) têm mesma natureza, sendo ambas de campo (à distância) ou ambas de contato O par ação-reação nunca é aplicado num mesmo corpo

27. Exemplos O canhão empurra a bala  A bala empurra o canhão A Terra “puxa” o corpo  O corpo “puxa” a Terra

28. A bola A faz força sobre a B  A bola B faz força sobre a A

29. Pessoa empurra o chão  O chão empurra a pessoa

30. Os gases empurram o foguete  O foguete empurra os gases

31. A arma “empurra” o projétil  O projétil “empurra” a arma

32. O pé “empurra” a bola  A bola “empurra” o pé

33. A pessoa chuta o muro  O muro “chuta” a pessoa

34. FORÇAS DE ATRITO • Quando empurras um livro sobre uma mesa, tens que exercer uma força sobre o livro, para a frente; o livro em contacto com a mesa resiste ao movimento com uma força igual e oposta. • Da mesma forma, quando queres parar a tua bicicleta, bloqueando as rodas com os travões, ela desliza no chão, mas o atrito faz com que ela acabe por parar.  O Atrito é uma força que se opõe ao movimento, quando uma superfície desliza sobre a outra.

35. O que influencia o atrito? • Natureza do material em contacto (madeira, aço, pedra, vidro, borracha, etc.) • Rugosidade da superfície de contato Quanto mais rugosas forem as superfícies de contacto entre os corpos, maior a força de atrito e maior a oposição ao movimento. • Da massa do corpo que se move Quanto maior for a Massa do corpo que se move, maior a força de atrito entre as superfícies de contacto e maior a oposição ao movimento.

36. FORÇAS DE ATRITO

37. FORÇAS DE ATRITO Atrito estático: Atrito cinético: de rolamento de deslizamento

38. Atrito Estático & Atrito Cinético Atrito estático - que ocorre enquanto o corpo está parado sobre a superfície de apoio; Atrito cinético - que ocorre quando o corpo se move sobre a superfície de apoio. Quando o corpo está parado, a Força de Atrito que ocorre entre este e a superfície de apoio é mais elevado do que a Força de Atrito que ocorre quando o corpo já está em movimento. Conclui-se assim que AForça de Atrito Estático tem maior intensidade que a Força de Atrito Cinético.

39. ATRITO... ... útil ou prejudicial???

40. Porque é que os ciclistas se inclinam durante as corridas??? E porque é que os capacetes têm aquela forma ??? ATRITO PREJUDICIAL A resistência que o ar oferece ao movimento dos corpos é uma força de atrito; para isso os ciclistas posicionam-se de tal modo que as forças de atrito sejam reduzidas.

41. Porque é que há o perigo de um “vaivém” espacial se incendiar quando penetra na atmosfera terrestre??? ATRITO PREJUDICIAL Porque ao penetrar na atmosfera terrestre, o “vaivém” fica sujeito a uma elevação de temperatura muito acentuada, devido ao atrito entre o ar e o “vaivém”.

42. O que são as estrelas cadentes??? ATRITO ÚTIL Há uma enorme quantidade de partículas do tamanho de grãos de areia que entram na atmosfera terrestre todos os dias. Devido ao atrito tornam-se incandescentes, dando origem às tão conhecidas “Estrelas Cadentes”!!

43. Já pensaste como é que um fósforo acende??? ATRITO ÚTIL O atrito permite acender o fósforo quando o riscamos numa superfície.

44. Já pensaste porque é que numa corrida de Fórmula 1, os automobilistas mudam de pneus quando começa a chover??? ATRITO ÚTIL A superfície dos pneus é rugosa, o que resulta numa certa resistência ao movimento. Quando chove, a água torna a superfície da estrada escorregadia; os pneus perdem aderência, então é necessário substitui-los por pneus que tenham sulcos mais profundos.

45. E as chuteiras dos jogadores de futebol??... Porque é que têm pitões e não solas normais? ATRITO ÚTIL Para aumentar o atrito; quanto maior for o atrito entre chuteira e o campo, menor é o risco de o jogador escorregar!

46. Qual será o motivo de um barco estar colocado em cima de uma almofada de ar, como no caso de um hovercraft?!?! ATRITO PREJUDICIAL Simplesmente para diminuir o atrito entre o barco e a superfície da água, fazendo com que ganhe velocidade.

47. Porque é que costumas lubrificar a corrente da bicicleta??? ATRITO PREJUDICIAL Ao colocares óleo na corrente vais fazer com que o atrito diminua, as mudanças “entrem” melhor e haja menos desgaste da corrente!!

48. Porque é na patinagem artística os patins são em linha??? ATRITO PREJUDICIAL Mais uma vez para reduzir o atrito, e deslizar melhor!!!

49. ENTÃO O QUE SE PODE CONCLUIR ACERCA DO ATRITO? EMBORA ELE SEJA “CONTRA O MOVIMENTO” HÁ SITUAÇÕES EM QUE ELE É PREJUDICIAL, E SITUAÇÕES EM QUE É BASTANTE ÚTIL!!! BASTA PENSARES QUE... SE NÃO HOUVESSE ATRITO... ... NÃO CONSEGUIAS ANDAR!!!...

50. Fim