Aula3_FsicaDinmicaeTermodinmica

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CURSO ENGENHARIA 
DISCIPLINA FÍSICA - DINÂMICA E TERMODINÂMICA
2022.1
https://www.unp.br/
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
LEIS 
DE NEWTON
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
LEIS 
DE NEWTON
• A dinâmica é a parte da física que estuda os movimentos e
as causas que os produzem ou os modificam.
• Isaac Newton enunciou as três leis fundamentais do
movimento, sobre as quais se estrutura a dinâmica.
• Essas leis são conhecidas hoje como as Leis de Newton.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
• Em grupos de até 5 alunos organizem um pequeno experimento que demonstre alguma das
3 leis de newton
• Apresentar e explicar no laboratório semana que vem
• Ponto extra na primeira avaliação
• Ganha apenas quem estiver presente
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
Força é a causa que produz em um corpo variação de
velocidade e, portanto, aceleração.
Inércia é a propriedade da matéria de resistir a qualquer
variação em sua velocidade.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
Toda matéria tende a manter seu estado de repouso, se já
estava em repouso ou, se estava em movimento, a
permanecer em movimento com velocidade constante, a
menos que forças externas influam mudando esse
comportamento.
Também conhecida como Lei da Inércia, baseia-se no fato
de que todo corpo material apresenta uma certa resistência
a modificar seu estado de movimento ou repouso.
“Um corpo isolado está em repouso ou em
movimento retilíneo uniforme (MRU).”
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Uma partícula sujeita a uma força resultante nula mantém o seu estado de movimento. Se ela estiver em repouso,
permanece indefinidamente em repouso; se estiver em MRU, mantém sua velocidade (constante em módulo, direção e
sentido).
O repouso é apenas um caso particular da expressão acima
Do ponto de vista da dinâmica, ausência de forças e resultante de
forças nula são equivalentes.
Quando observamos um corpo colocado em movimento (pela ação de
uma força) sempre verificamos a diminuição de sua velocidade após o
cessar da força. Isto porque é praticamente impossível eliminar as
forças de atrito completamente.
1ª LEI DE NEWTON
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
Referencial é todo corpo a partir do qual são feitas as
observações de fenômenos. Para se definir repouso e
movimento deve-se, antes de tudo, estabelecer um referencial,
pois o objeto que estiver em movimento para um observador
em um dado referencial pode estar em repouso para outro e
vice-versa.
• Imagine um motorista e um carona em
movimento em um carro. Tomando o carona
como referencial, podemos dizer que o motorista
está parado, pois ao longo do tempo a sua
posição não é alterada.
• Já para alguém parado na calçada, tanto o
motorista como o carona estão em movimento.
• Observadores diferentes para referenciais
diferentes.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
Referencial inercial
O referencial será dito inercial se estiver em repouso
ou em movimento retilíneo uniforme. As leis de
Newton são válidas somente para referenciais inercias!
Se um referencial é inercial, qualquer outro referencial que se
mova com velocidade constante em relação a ele é também inercial
Na maioria das situações (pequenos deslocamentos), um referencial fixo na Terra é uma boa aproximação a um
referencial inercial.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
Se aplicarmos as leis de Newton em uma aeronave
no momento da aceleração para decolagem, essas
leis não serão válidas e os fenômenos observados
indicarão resultados divergentes dos conhecidos.
um veículo acelerado, como um avião ou um
elevador
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
De acordo com os seus conhecimentos sobre a primeira lei de Newton, assinale a alternativa correta:
a) Todo corpo tende a permanecer em repouso.
b) Todo corpo tende a permanecer em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme, caso a força resultante sobre ele
seja nula.
c) A resultante das forças que atuam sobre um corpo é igual ao produto da massa desse corpo pela aceleração.
d) As forças de ação e reação têm magnitudes iguais e atuam no mesmo corpo.
e) A força resultante sobre um corpo é uma grandeza escalar.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
De acordo com os seus conhecimentos sobre a primeira lei de Newton, assinale a alternativa correta:
a) Todo corpo tende a permanecer em repouso.
b) Todo corpo tende a permanecer em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme, caso a força resultante sobre
ele seja nula.
c) A resultante das forças que atuam sobre um corpo é igual ao produto da massa desse corpo pela aceleração.
d) As forças de ação e reação têm magnitudes iguais e atuam no mesmo corpo.
e) A força resultante sobre um corpo é uma grandeza escalar.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
Baseando-se na primeira Lei de Newton, assinale a alternativa correta:
a) Se estivermos dentro de um ônibus e deixarmos um objeto cair, esse objeto fará uma trajetória retilínea em relação 
ao solo, pois o movimento do ônibus não afeta o movimento de objetos em seu interior.
b) Quando usamos o cinto de segurança dentro de um carro, estamos impedindo que, na ocorrência de uma frenagem, 
sejamos arremessados para fora do carro, em virtude da tendência de permanecermos em movimento.
c) Quanto maior a massa de um corpo, mais fácil será alterar sua velocidade.
d) O estado de repouso e o de movimento retilíneo independem do referencial adotado.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON
Baseando-se na primeira Lei de Newton, assinale a alternativa correta:
a) Se estivermos dentro de um ônibus e deixarmos um objeto cair, esse objeto fará uma trajetória retilínea em relação ao 
solo, pois o movimento do ônibus não afeta o movimento de objetos em seu interior.
b) Quando usamos o cinto de segurança dentro de um carro, estamos impedindo que, na ocorrência de uma frenagem, 
sejamos arremessados para fora do carro, em virtude da tendência de permanecermos em movimento.
c) Quanto maior a massa de um corpo, mais fácil será alterar sua velocidade.
d) O estado de repouso e o de movimento retilíneo independem do referencial adotado.
A alternativa “a” está incorreta porque o movimento de um objeto em queda no interior de um ônibus em movimento é
retilíneo em relação ao ônibus, e não em relação ao solo.
A alternativa correta é a letra b, pois, de acordo com a primeira Lei de Newton, os objetos em movimento tendem a
continuar em movimento caso não haja nenhuma força atuando sobre eles. Nesse caso, a força que atua sobre o corpo é o
cinto de segurança.
Quanto maior a massa de um corpo, mais difícil será alterar sua velocidade, portanto, a alternativa c está incorreta.
A alternativa “d” também está incorreta, pois o movimento de um corpo depende do referencial adotado.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Força e aceleração
Um corpo sob a ação de uma força resultante
não nula sofre uma aceleração.
2ª LEI DE NEWTON
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Força e massa
Para uma determinada força, dobrando-se a
quantidade de matéria do corpo, sua aceleração
cai pela metade
A aceleração é inversamente proporcional 
à massa (quantidade de matéria do 
corpo) 
2ª LEI DE NEWTON
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Força e aceleração
Para um determinado corpo, dobrando-se a força
dobra-se a aceleração:
2ª LEI DE NEWTON
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
2ª LEI DE NEWTON
A aceleração de um corpo é diretamente proporcional à força resultante agindo sobre ele e inversamente proporcional à 
sua massa.
Matematicamente:
A massa é uma grandeza escalar!
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2ª LEI DE NEWTON
Decomposição de forças e a 2a Lei de Newton
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
2ª LEI DE NEWTON
Unidade de massa e unidade de força 
Unidade SI de massa: kg (quilograma) 1 kg é a massa
de 1 ℓ de água à temperatura de 40C e à pressão
atmosférica.
Unidade de força: a força que produzuma aceleração
de 1 m/ s2 em um corpo de 1 kg é igual a 1 N
(newton), que é a unidade SI de força.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
2ª LEI DE NEWTON
Algumas forças especiais
• Força gravitacional 
• Peso 
• Força normal 
• Tração 
• Força de atrito
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
2ª LEI DE NEWTON
Força Gravitacional
LEI DA GRAVITAÇÃO UNIVERSAL DE NEWTON
A gravitação universal é uma das leis de Newton, essa lei
afirma que todos os corpos dotados de massa atraem-se em
pares, com a mesma força. Além disso, essa lei indica que a
força de atrativa entre os corpos é proporcional ao produto
de suas massas e inversamente proporcional à distância que
os separa elevada ao quadrado.
Peso é uma força que
surge da atração
gravitacional entre dois
corpos constituídos de
massa.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
2ª LEI DE NEWTON
Força Normal 
Quando um corpo exerce uma força sobre uma superfície, a superfície se deforma e empurra o corpo com uma força normal 
que é perpendicular à superfície. 
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2ª LEI DE NEWTON
Tração 
Tração, ou tensão, é nome que se dá à força que é exercida
sobre um corpo por meio de cordas, cabos ou fios, por
exemplo.
A força de tração é particularmente útil quando se deseja que
uma força seja transferida para outros corpos distantes ou
ainda para alterar a direção de aplicação de uma força.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
2ª LEI DE NEWTON
Força de Atrito
Ela pode ser classificada de duas formas:
•Força de atrito cinético (ou dinâmico): é uma força que
surge em oposição ao movimento de objetos que estão se
movendo;
•Força de atrito estático: atua sobre o objeto em repouso e
dificulta ou impossibilita que ele inicie o movimento.
A força de atrito é uma força que se opõe ao movimento dos corpos. Ela
pode ser estática, se o corpo estiver em repouso, ou dinâmica, para corpos
em movimento.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
2ª LEI DE NEWTON
Força de Atrito
O módulo da força de atrito estático ou cinético depende 
principalmente de dois fatores:
• do módulo da força normal (N) às superfícies em contato
• dos materiais que constituem essas superfícies e que 
definem o coeficiente de atrito (μ) entre eles.
A força de atrito cinético é calculada com a fórmula:
Fat = μc . N
Em que μc é o coeficiente de atrito cinético entre as duas
superfícies.
A força de atrito estático é calculada pela seguinte fórmula:
Fat = μe. N
Em que μe é o coeficiente de atrito estático entre as
superfícies.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
O movimento é uniforme quando a velocidade
escalar do móvel é constante em qualquer instante
ou intervalo de tempo, significando que, no
movimento uniforme o móvel percorre distâncias
iguais em tempos iguais.
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
O movimento é retilíneo uniforme quando o móvel
percorre uma trajetória retilínea e apresenta
velocidade escalar constante.
Como a velocidade escalar é constante em qualquer instante 
ou intervalo de tempo no movimento uniforme, a velocidade 
escalar média é igual à instantânea:
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
Equação horária do movimento uniforme A equação horária de um movimento mostra como o espaço varia com o 
tempo: S = f(t)
No movimento uniforme temos que:
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
No movimento uniforme a equação horária é uma função do 
1o grau.
Sendo S = f(t) uma função do 1o grau, o gráfico S versus t é 
uma reta que pode passar ou não pela origem
GRÁFICO ESPAÇO (S) VERSUS TEMPO (T) / MOVIMENTO 
UNIFORME 
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
Sendo a velocidade constante em qualquer instante e intervalo de tempo, a função V = f(t) é uma função constante e o
gráfico V versus t é uma reta paralela ao eixo do tempo.
GRÁFICO V VERSUS T / MOVIMENTO UNIFORME 
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
Ex: Um automóvel percorre uma trajetória retilínea. Sua posição em função do tempo é representada no gráfico:
a) A velocidade média do automóvel é a razão entre o deslocamento
escalar e o tempo de percurso é?
b) Qual a posição do automóvel depois de 2,5 horas de viagem?
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
Ex: Um automóvel percorre uma trajetória retilínea. Sua posição em função do tempo é representada no gráfico:
a) A velocidade média do automóvel é a razão entre o
deslocamento escalar e o tempo de percurso é?
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
Ex: Um automóvel percorre uma trajetória retilínea. Sua posição em função do tempo é representada no gráfico:
b) Qual a posição do automóvel depois de 2,5 horas de viagem?
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
Ex: O encontro de dois objetos que se movem
sempre se dá no momento em que eles ocupam a
mesma posição na trajetória. Dois corpos seguem
uma mesma trajetória retilínea movendo-se em
sentidos opostos, com velocidade constante
Os dois veículos, é claro, vão se encontrar na mesma 
posição. Matematicamente, temos: SA= SB. Calcule 
essa posição.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)
Ex: Conhecemos as posições iniciais e as velocidades de A e B.
Adotando que o sentido positivo da trajetória é da esquerda
para a direita, e substituindo esses valores na função horária,
temos:
Portanto, os automóveis irão se encontrar após cinco horas. 
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRUV)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
A função horária da velocidade de um MRUV é dada por v = vo + a.t, que é uma função do primeiro grau. 
Então a representação gráfica é uma reta de inclinação não nula
Todo gráfico v x t a área delimitada pelo eixo dos tempos e a
reta representativa é numericamente igual ao deslocamento S,
entre dois instantes t1 e t2.
Gráfico da velocidade em função do tempo (v x t)
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRUV)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Gráfico da velocidade em função do tempo (v x t)
Outra propriedade importante do gráfico v x t, é o da inclinação da reta.
O ângulo a que a reta do gráfico v x t forma com um eixo horizontal é tal que sua tangente é numericamente igual à 
aceleração do corpo, também denominada coeficiente angular da reta ou declividade da reta.
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRUV)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Gráfico da aceleração em função do tempo (a x t)
A propriedade desse gráfico é que entre dois instantes
quaisquer t1 e t2, a variação de velocidade V é
numericamente igual à área.
A principal característica do MUV é possuir a
aceleração constante. Assim, seu gráfico é uma reta
paralela ao eixo t.
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRUV)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Gráfico do espaço em função do tempo (S x t)
A função horária do MUV é uma função do segundo grau S = So + vo.t + at²/2, então a representação gráfica será uma
parábola. Quem determina se a concavidade da parábola é para cima ou para baixo é o sinal da aceleração (a).
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRUV)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Gráfico do espaço em função do tempo (S x t)
Analisando o gráfico observa-se que no vértice da parábola ocorre a inversão no sentido do movimento concluindo que a
velocidade do corpo é nula.
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRUV)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Gráfico do espaço em função do tempo (S x t)
Analisando mais profundamente o gráfico S x t, tem-se:
Gráfico com a concavidade voltada para cima a > 0.
- O ponto onde a curva toca o eixo S corresponde ao espaço inicial 
So .
- Nos instantes t1 e t3 o corpo passa pela origem dos espaços (S = 0).
- No instante t2 o corpo inverte o sentido de seu movimento (v= 0).
- Do instante 0 até t2 o espaço diminui, o movimento é retrógrado (v 
< 0) e retardado, pois a e V tem sinais contrários (a > 0 e V < 0).
- Após t2 o espaço aumenta, o movimento é progressivo (v > 0) e 
acelerado, pois a e V tem mesmo sinal (a > 0 e V > 0).
Gráfico S x t não representa
a forma da trajetória do corpo. Apenas 
apresentam as
funções horárias do movimento
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRUV)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Gráfico do espaço em função do tempo (S x t)
Analisando mais profundamente o gráfico S x t, tem-se:
Gráfico com a concavidade voltada para baixo a < 0.
- O ponto onde a curva toca o eixo S corresponde ao espaço inicial So .
- No instante t2 o corpo passa pela origem dos espaços (S = 0).
- No instante t1 o corpo inverte o sentido de seu movimento (v = 0).
- Do instante 0 até t1 o espaço aumenta, o movimento é progressivo (v > 0) e 
retardado, pois a e V tem sinais contrários (a < 0 e V > 0).
- Após t1 o espaço diminui, o movimento é retrógrado (v < 0) e acelerado, 
pois a e V tem mesmo sinal (a < 0 e V < 0
Gráfico S x t não representa
a forma da trajetória do corpo. Apenas 
apresentam as
funções horárias do movimento
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRUV)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRUV)
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Ex: Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a 2,0 m/s2. 
Pode-se dizer que sua velocidade escalar e a distância percorrida após 3,0 segundos, valem, respectivamente:
a) 6,0 m/s e 9,0m;
b) 6,0m/s e 18m;
c) 3,0 m/s e 12m;
d) 12 m/s e 35m;
e) 2,0 m/s e 12 m.
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
Ex: Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a 2,0 m/s2. 
Pode-se dizer que sua velocidade escalar e a distância percorrida após 3,0 segundos, valem, respectivamente:
a) 6,0 m/s e 9,0m;
b) 6,0m/s e 18m;
c) 3,0 m/s e 12m;
d) 12 m/s e 35m;
e) 2,0 m/s e 12 m.
Dados: 
FÍSICA – DINÂMICA E TERMODINÂMICA
3ª LEI DE NEWTON
Quando uma força devida a um objeto B age sobre A, então uma força 
devida ao objeto A age sobre B.
A terceira lei de Newton afirma que a
toda ação corresponde a uma reação
de igual intensidade, mas que atua no
sentido oposto. A força é resultado da
interação entre os corpos, ou seja, um
corpo produz a força e outro corpo
recebe-a.