Tópico 2 - MOVIMENTO E LEIS DE NEWTON - Fundamentos de Mecânica_Slide 2

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<p>1</p><p>MOVIMENTO E LEIS DE NEWTON</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>2</p><p>O estudo do movimento dos corpos pode ser dividido em</p><p>cinemática e dinâmica.</p><p>Cinemática – descreve apenas os movimentos e suas alterações.</p><p>Dinâmica – descreve as causas dos movimentos.</p><p>A velocidade média descreve a alteração de posição</p><p>do corpo com o passar do tempo.</p><p>Fonte: https://www.istockphoto.com/br</p><p>Fonte: Thomazi 2021.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>3</p><p>O vetor velocidade descreve a rapidez e a orientação do</p><p>movimento que o bloco realiza no eixo horizontal.</p><p>A velocidade média do bloco é de 1 m/s e está</p><p>graficamente representada na figura ao lado.</p><p>𝑣 =</p><p>∆𝑥</p><p>∆𝑡</p><p>=</p><p>𝑥2 − 𝑥1</p><p>𝑡2 − 𝑡1</p><p>A velocidade permanece constante ao longo do percurso e</p><p>o movimento poder ser dito MRU.</p><p>Fonte: Thomazi 2021.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>4</p><p>0 1 2 3 4</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>4</p><p>x(m)</p><p>𝒗𝒂</p><p>𝒗𝒃</p><p>t(s)</p><p>A velocidade média pode variar de corpo para corpo conforme a</p><p>situação ou ainda durante um mesmo percurso.</p><p>A media das velocidades consiste em somar e dividir as</p><p>velocidades médias observadas no percurso e dividir por essa</p><p>quantidade.</p><p>𝑣𝑚𝑒𝑑 =</p><p>𝑣𝑚1 +⋯+𝑣𝑛</p><p>𝑛</p><p>A velocidade instantânea determina a velocidade do corpo num</p><p>dado instante de tempo e é definida através do limite</p><p>𝑣 = lim</p><p>∆𝑡→0</p><p>∆𝑥</p><p>∆𝑡</p><p>Graficamente, a velocidade no MRU pode determinada pela</p><p>inclinação da reta no gráfico de posição versus tempo.</p><p>Fonte: Thomazi 2021.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>5</p><p>A velocidade do corpo pode ser alterada durante o movimento podendo</p><p>ser aumentada ou diminuída.</p><p>A aceleração é a grandeza física responsável por mudar a velocidade dos</p><p>corpos.</p><p>A figura ao lado ilustra o movimento de um bloco em que sua velocidade é</p><p>alterada.</p><p>O MRUV se refere a corpos que apresentam alteração da velocidade</p><p>durante o percurso.</p><p>A aceleração é medida em m/s2 e pode ser calculada como:</p><p>𝑎 =</p><p>∆𝑣</p><p>∆𝑡</p><p>=</p><p>𝑣2 − 𝑣1</p><p>𝑡2 − 𝑡1</p><p>Fonte: Thomazi 2021.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>6</p><p>Comparando-se posição, velocidade e aceleração tem-se uma melhor compreensão do movimento real dos</p><p>corpos.</p><p>Quando a aceleração está envolvida, a relação entre posição e tempo deixa de ser linear.</p><p>Na maioria dos casos estudados em física a aceleração será constante no decorrer do tempo.</p><p>Fonte: Thomazi 2021.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>7</p><p>Equação Grandeza que falta</p><p>𝑣 = 𝑣0 + 𝑎𝑡 𝑥 − 𝑥0</p><p>𝑥 − 𝑥0 = 𝑣0𝑡 + 1/2𝑎𝑡2 𝑣</p><p>𝑣2 = 𝑣0</p><p>2 + 2 𝑥 − 𝑥0 𝑡</p><p>𝑥 − 𝑥0 = 1/2 𝑣0 + 𝑣 𝑡 𝑎</p><p>𝑥 − 𝑥0 = 𝑣𝑡 − 1/2𝑎𝑡2 𝑣0</p><p>As principais equações usadas no estudo do movimento de corpos envolvendo posição, velocidade e</p><p>aceleração.</p><p>Fonte: Thomazi 2021.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>8</p><p>Os vetores velocidade e</p><p>aceleração podem ser</p><p>expressos em uma duas ou</p><p>três dimensões.</p><p>A figura o lado mostra três</p><p>vetores representados em</p><p>um sistema bidimensional.</p><p>Fonte: https://phet.colorado.edu/ptBR/.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>9</p><p>Os vetores em duas ou três</p><p>dimensões podem ser</p><p>expressos em termos das</p><p>suas componentes.</p><p>Para duas dimensões:</p><p>𝐴 = 10ො𝑥 + 10ො𝑦</p><p>𝐵 = −10ො𝑥 − 10ො𝑦</p><p>Fonte: https://phet.colorado.edu/ptBR/.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>10</p><p>Dois vetores expressos</p><p>em um sistema cartesiano</p><p>bidimensional.</p><p>A soma entre esses dois</p><p>vetores expressa como um</p><p>vetor c.</p><p>O vetor resultante depende</p><p>das componentes dos</p><p>vetores a serem somados.</p><p>Fonte: https://phet.colorado.edu/ptBR/.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>11</p><p>Um caso especial do movimento em duas dimensões é o</p><p>lançamento de projetil.</p><p>O disparo de uma bala de canhão é um exemplo de</p><p>movimento de projetil.</p><p>Fonte:https://phet.colorado.edu/pt_BR/.</p><p>Fonte: Thomazi 2021.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>12</p><p>Para que se possa compreender completamente o movimento dos</p><p>corpos deve-se entender como os movimentos tem inicio ou fim.</p><p>Para que um corpo tenha uma aceleração atuando sobre ele é</p><p>necessário uma força.</p><p>As leis de Newton descrevem através de forças o movimento dos</p><p>corpos e são enunciadas como:</p><p>1ª – Para que o estado natural de movimento de qualquer corpo seja</p><p>alterado uma força ou resultante de forças não nulas deve atuar sobre o</p><p>corpo.</p><p>Fonte: Thomazi 2021.</p><p>Fonte:https://phet.colorado.edu/pt_BR/.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>13</p><p>2ª – A força que atua no corpo provoca uma aceleração que é proporcional a massa do corpo ou pode-se afirmar também</p><p>que a aceleração provocada por uma força será inversamente proporcional a massa e diretamente proporcional a força:</p><p>𝐹 = 𝑚𝑎 𝑜𝑢 𝑎 =</p><p>𝐹</p><p>𝑚</p><p>𝒎 = 𝟓𝟎 𝒌𝒈 𝑭 = 𝟎 𝑵</p><p>𝒂 =</p><p>𝑭</p><p>𝒎</p><p>=</p><p>𝟎</p><p>𝟓𝟎</p><p>= 𝟎</p><p>𝒎 = 𝟓𝟎 𝒌𝒈 𝑭 = 𝟓𝟎 𝑵</p><p>𝒂 =</p><p>𝑭</p><p>𝒎</p><p>=</p><p>𝟓𝟎</p><p>𝟓𝟎</p><p>= 𝟏𝒎/𝒔𝟐</p><p>𝒎 = 𝟓𝟎 𝒌𝒈 𝑭 = 𝟏𝟎𝟎 𝑵</p><p>𝒂 =</p><p>𝑭</p><p>𝒎</p><p>=</p><p>𝟏𝟎𝟎</p><p>𝟓𝟎</p><p>= 𝟐𝒎/𝒔𝟐</p><p>Fonte:https://phet.colorado.edu/pt_BR/.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>14</p><p>3ª – Toda a ação provocada por uma força sobre um corpo resulta em uma reação promovida pelo corpo com</p><p>mesma intensidade e sentido contrário a força inicialmente exercida.</p><p>O dinamômetro azul é deslocado, ação, que provoca uma reação no dinamômetro vermelho.</p><p>Fonte: https://phet.colorado.edu/ptBR/.</p><p>Movimento e Leis de Newton</p><p>15</p><p>A força de atrito é uma das principais forças existentes na natureza, como característica essa força sempre se</p><p>opõe ao movimento.</p><p>A força de atrito ocorre entre duas superfícies que estão em movimento relativo e sua intensidade depende da</p><p>natureza das superfícies.</p><p>Fonte: https://phet.colorado.edu/ptBR/.</p><p>REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS</p><p>16</p><p>HALLIDAY, David; Resnick, Robert J. Fundamentos de</p><p>Física, volume 1. 8 ed. Rio de Janeiro. LTC, 2008.</p><p>THOMAZI, Fabiano. Medidas e grandezas escalares e</p><p>vetoriais. E-book. Curitiba: Unifacear, 2021.</p><p>YOUNG, Hugh D.; Freedman, Roger A. Física I: Mecânica.</p><p>12. ed. São Paulo. Pearson, 2010.</p>