DINAMICA LEIS DE NEWTON

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<p>DINAMICA – LEIS DE NEWTON</p><p>As leis de Newton fundamentam a base da Mecânica Clássica. Um conjunto de três leis</p><p>capazes de explicar a DINAMICA que envolve o movimento dos corpos.</p><p>Juntas, as três leis de Newton são empregadas para descrever as causas que podem</p><p>alterar o estado de movimento ou o estado de equilíbrio dos corpos.</p><p>O agente responsável pela mudança do estado de equilíbrio dos corpos é</p><p>denominado FORÇA, uma grandeza vetorial cuja unidade de medida no Sistema</p><p>Internacional, (SI) é o N (Newton). Quando um corpo está sujeito a uma resultante de</p><p>forças não nula (diferente de zero) ele adquire uma aceleração (variação de</p><p>velocidade). Essa aceleração, por sua vez, é inversamente proporcional à sua massa, ou</p><p>seja, quanto maior for a massa, menor será a aceleração adquirida pelo corpo. De acordo</p><p>com as leis de Newton, a massa é uma medida da inércia do corpo, ou seja, da tendência</p><p>que um corpo tem de permanecer em seu estado natural, denominado estado de</p><p>EQUILIBRIO ESTATICO ou DINAMICO.</p><p>1) 1ª LEI DE NEWTON</p><p>A Primeira Lei de Newton é denominada LEI DA INERCIA. Seu enunciado original</p><p>encontra-se traduzido abaixo:</p><p>“Um corpo permanece em seu estado natural, equilíbrio estático ou equilíbrio</p><p>dinâmico, repouso ou movimento retilíneo e uniforme, se nenhuma força externa for</p><p>aplicada sobre ele.”</p><p>O termo INERCIA significa tendência dos corpos de permaneceram no estado natural,</p><p>denominado EQUILIBRIO, que pode ser ESTATICO (repouso) ou DINAMICO (MRU).</p><p>Essa lei diz que, ao menos que haja alguma força resultante não nula sobre um corpo,</p><p>esse deverá manter-se em repouso ou se mover ao longo de uma linha reta com</p><p>velocidade constante.</p><p>Além disso, quanto maior for a massa de um corpo, maior será sua inércia. Assim, alterar</p><p>o estado de movimento de um corpo de massa grande requer a aplicação de uma força</p><p>maior. Corpos de massa pequena têm seu estado de movimento alterado facilmente com</p><p>a aplicação de forças menos intensas.</p><p>Podemos a partir da Primeira Lei de Newton definir FORÇA conceitualmente. FORÇA é o</p><p>agente responsável pela modificação do ESTADO DE EQUILIBRIO de um corpo.</p><p>2) 2ª LEI DE NEWTON</p><p>A Segunda Lei de Newton, também conhecida como PRINCIPIO FUNDAMENTAL DA</p><p>DINAMICA, traduzida de sua forma original, é apresentada abaixo:</p><p>“A mudança de movimento de um corpo é proporcional à força motora aplicada e é</p><p>produzida na direção da força é aplicada.</p><p>Quando um corpo está sujeito a uma resultante de forças não nula (diferente de zero) ele</p><p>adquire uma aceleração (variação de velocidade). O módulo da aceleração produzida</p><p>sobre o corpo é diretamente proporcional ao módulo da força aplicada sobre ele</p><p>e inversamente proporcional à sua massa. Essa lei é representada pela equação abaixo:</p><p>∑𝐹 = 𝑚𝑎</p><p>Legenda:</p><p>∑F = força resultante aplicada (N ou kg.m/s²)</p><p>m = massa do corpo (kg)</p><p>a = módulo da aceleração (m/s²)</p><p>3) 3ª LEI DE NEWTON</p><p>A Terceira Lei de Newton recebe o nome de LEI DA AÇAO E REAÇAO. Essa lei diz que</p><p>todas as forças surgem aos pares: ao aplicarmos uma força sobre um corpo (ação),</p><p>recebemos desse corpo a mesma força (reação), com mesmo módulo e na mesma</p><p>direção, porém com sentido oposto. O enunciado original da Terceira Lei de Newton</p><p>encontra-se traduzido abaixo:</p><p>“A toda ação corresponde uma reação de mesmo módulo, mesma direção e</p><p>sentidos opostos.”</p><p>Para expressarmos matematicamente a terceira lei de Newton, dizemos que a força que</p><p>um corpo A faz sobre um corpo B (FA,B) é igual em intensidade (módulo) à força que o</p><p>corpo B faz sobre o corpo A (FB,A), no entanto, como as duas forças atuam na mesma</p><p>direção, mas em sentidos opostos, os seus sinais são diferentes:</p><p>Legenda:</p><p>FA,B – força que o corpo A faz em B;</p><p>FB,A – força que o corpo B faz em A.</p><p>É importante ressaltar que as forças de ação e reação atuam em corpos distintos.</p><p>É possível perceber que todas as forças formam-se e cancelam-se aos pares. Além disso,</p><p>essas forças produzem acelerações nos corpos A e B, no entanto, se olharmos os corpos</p><p>A e B como um único sistema de corpos, veremos que as forças de ação e reação</p><p>cancelam-se. É por esse motivo que dizemos que as FORÇAS DE AÇAO E REAÇAO</p><p>SAO FORÇAS INTERNAS.</p><p>De modo similar, a Terra puxa o objeto para baixo (FTO) e o objeto puxa a Terra para</p><p>cima (FOT) com a mesma intensidade, todavia, a aceleração que é produzida sobre o</p><p>objeto é muito maior do que aquela que é produzida sobre a Terra. As forças FTO e FOT</p><p>constituem um par de ação e reação.</p><p>FTO</p><p>POT</p><p>Legenda:</p><p>FTO = Força que a Terra exerce sobre o objeto</p><p>FOT = Força que o objeto exerce sobre Terra</p><p>ALGUMAS FORÇAS DE INTERESSE: FORÇA PESO E FORÇA NORMAL</p><p>A FORÇA PESO (P) é a força de atração da Terra sobre o corpo. É uma força sempre</p><p>dirigida verticalmente para baixo. De acordo com a 2ª Lei de Newton é calculada por:</p><p>𝑃 = 𝑚𝑔</p><p>Legenda:</p><p>P = força peso</p><p>m = massa do corpo</p><p>g = aceleração da gravidade</p><p>A FORÇA NORMAL (N) se origina do contato entre duas superfícies. É uma força sempre</p><p>perpendicular à superfície de apoio do corpo. O valor desta força dependerá do sistema</p><p>que está sendo analisado.</p><p>Considerando que o PESO e NORMAL são forças, a unidade de medida no Sistema</p><p>Internacional é o Newton (N).</p><p>É comum pensarmos que as forças peso (P) e normal (N) formam um par de ação e</p><p>reação, no entanto, isso não é verdade. Quando nos encontramos alinhados</p><p>perfeitamente com a horizontal, a força normal e a força peso atuam na mesma direção</p><p>e em sentidos opostos, cancelando-se. No entanto, por atuarem no mesmo corpo, não</p><p>podem ser consideradas como pares de ação e reação. Quando nos encontramos em</p><p>uma superfície inclinada, as forças normal e peso não atuam na mesma direção, portanto,</p><p>não se cancelam.</p><p>Observem que as aplicações serão, na maioria, resolvidas em Diagramas Vetoriais.</p><p>N</p><p>P</p><p>N</p><p>P</p>