Leis de Newton

Prévia do material em texto

Física
Leis de Newton
As leis de Newton
● Vivemos em um mundo regido pela mecânica clássica, ou seja, que 
obedece a mecânica de Newton e elas são uma excelente aproximação 
quando restritas à escalas de dimensão e velocidades encontradas no 
nosso cotidiano. 
● Elas foram postuladas pelo Físico inglês Isaac Newton (1643-1727), 
baseadas nas idéias sobre movimento de Galileu Galilei, e publicadas no 
seu livro “Princípios da Filosofia Natural”, que até hoje é a base para os 
estudos de mecânica. 
● São três as leis de Newton, Princípio da Inércia, Princípio Fundamental da 
Dinâmica e Lei da Ação e Reação.
Referenciais
● Para um corpo estar em repouso ou em movimento depende do 
referencial adotado. Estar em movimento significa variar sua posição em 
relação ao referencial adotado e estar em repouso significa que a posição 
do corpo não varia em relação ao mesmo referencial.
Referenciais
Primeira lei de Newton: Princípio de Inércia 
● Vídeo: A importância do cinto de segurança no banco traseiro
○ As pessoas no carro se encontram em movimento ou em repouso? 
○ Quando acontece a colisão o que acontece com a pessoa usando o cinto? 
○ E com pessoa que não está usando cinto? 
○ Por que a pessoa que usa o cinto, não é lançada para frente? 
○ Por que a pessoa que não usa o cinto é lançada?
https://www.youtube.com/watch?v=E664H6ZMUe8
Primeira lei de Newton: Princípio de Inércia 
● 1ª Lei de Newton: Todo corpo continua em seu estado de repouso ou em 
movimento retilíneo uniforme, a menos que seja forçado a mudar aquele 
estado por forças imprimidas a ele.
● Força é o agente físico cujo efeito dinâmico é a aceleração.
● Esta propriedade do corpo que resiste à mudança, chama-se inércia. A 
medida da inércia de um corpo é sua quantidade de movimento (Q=m.v).
Equilíbrio
● Um corpo está em equilíbrio quando estiver em repouso ou em 
movimento retilíneo e uniforme em relação a um referencial. 
● Em outras palavras: um corpo está em equilíbrio se a resultante das 
forças exercidas sobre ele for nula.
 
Segunda lei de Newton: Princípio fundamental da Dinâmica
● A 1ª lei de Newton descreve o que ocorre com um corpo quando não 
atuam forças sobre ele, ou melhor, quando a resultante das forças que 
atuam sobre ele é nula.
● A 2ª lei de Newton responde a pergunta: o que acontece com um corpo 
sob a ação de força resultante não nula?
● Se o corpo não pode estar parado (v = 0) nem em movimento retilíneo 
uniforme (v ⇒ constante), o corpo certamente deve ter aceleração.
● Contudo, o módulo da aceleração depende do quê?
● Pode-se afirmar que, para uma mesma força, o módulo da aceleração é 
maior para os corpos que oferecem menor oposição ao movimento, ou 
seja, têm menor inércia.
Segunda lei de Newton: Princípio fundamental da Dinâmica
● Se atribuirmos valor a inércia de cada corpo, o resultado pode ser 
expresso matematicamente pela razão entre os módulos da força 
resultante e a aceleração adquirida pelo corpo:
● Pode-se verificar experimentalmente que o valor da inércia de um corpo 
é diretamente proporcional a sua massa, assim podemos escrever a 
expressão matemática da 2ª lei de Newton na forma:
Segunda lei de Newton: Princípio fundamental da Dinâmica
● A 2ª lei de Newton também é conhecida com a lei fundamental da 
Dinâmica, que é o estudo do movimento e suas causas.
Terceira lei de Newton: Lei da Ação e Reação
● As duas primeiras leis de Newton relaciona força e movimento. A 3ª lei, 
procura descrever a força como resultado da interação entre dois corpos.
● 3ª Lei de Newton: Se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o 
corpo B exerce sobre A uma força de mesmo módulo e direção, mas de 
sentido contrário.
● A 3ª lei de Newton sempre ocorre em corpos diferentes.
Referenciais inerciais
● Imagine uma bola de bilhar sobre o piso plano e horizontal de um trem 
que se movimenta com velocidade constante, sem trepidações. De 
repente, o trem é freado (ou acelerado, ou faz uma curva) e um 
observador no interior do trem vê a bola mover-se espontaneamente a 
partir do repouso, ao contrário do que prevê a 1ª lei de Newton. O 
mesmo vale para a 2ª lei, pois a bola de bilhar é acelerada, mesmo que 
FR = 0. E a 3ª lei também não é observada porque não existe ação sobre a 
bola de bilhar, que, por sua vez, não exerce reação em nenhum corpo.
● As leis de Newton só valem para referenciais inerciais.
● Referenciais inerciais são aqueles fixados em corpos rígidos em repouso 
ou em movimento retilíneo uniforme.
Força Peso
● Peso é a força de atração exercida pela Terra (ou por outro astro) sobre 
um corpo, decorrente da interação gravitacional entre eles, com direção 
vertical, apontando no sentido do centro da Terra.
P = m.g
● Massa é um propriedade do corpo, é sempre a mesma em qualquer lugar 
do universo.
Força Normal
● A Normal é uma força de contato exercida por um corpo sobre outro da 
direção normal (perpendicular) às superfícies desses dois corpos. 
○ Nem sempre é igual ao peso;
○ Não é par ação-reação do peso ( a Terra que é);
○ É reação à compressão da superfície, pois é de origem eletromagnética; e 
○ Sempre faz um ângulo de 90º com a superfície pressionada. 
Exemplos
● 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.
Exemplos
● Um corpo de massa 4,0 kg encontra-se inicialmente em repouso e é 
submetido a ação de uma força cuja intensidade é igual a 60 N. Assinale a 
alternativa que indique o valor da aceleração adquirida pelo corpo:
○ a) 20 m/s2
○ b) 12 m/s2
○ c) 15 m/s2
○ d) 16 m/s2
○ e) 10 m/s2
Exemplos
● O carro da família estragou e a mãe e seu filho precisaram empurrá-lo. 
Sabendo que o massa do carro equivale a 1000 kg, e que mãe e o filho 
realizam uma força juntos de 300 N, determine a aceleração do carro no 
SI.
Exemplos
● Dois corpos de massas mA = 6 kg e mB = 4 kg estão sobre uma superfície 
horizontal perfeitamente lisa. Uma força horizontal de intensidade 
constante igual a 25 N é aplicada de forma a empurrar os dois corpos. 
Calcule a aceleração adquirida pelo conjunto e a intensidade da força de 
contato entre os corpos.
Responda
● Como a primeira lei de Newton se relaciona com o conceito de inércia?
● A resultante das forças exercidas sobre um bloco apoiado sobre um 
plano é nula. Você poderia afirmar que esse bloco está parado em relação 
a esse plano? Justifique.
Responda
● Um automóvel aproxima-se de uma parede, como ilustra a figura, abaixo. 
É incorreto afirmar que:
○ a parede está em repouso em relação ao solo.
○ o motorista está em repouso em relação ao automóvel, mas em movimento em relação à 
superfície da Terra.
○ a parede está em repouso em relação ao automóvel.
○ a parede está em movimento em relação ao automóvel.
○ o automóvel está em movimento em relação a parede.
“Pois toda a essência da filosofia parece constituir 
nisso - a partir dos fenômenos de movimento, 
investigar as forças da natureza e, então, dessas 
forças demonstrar os outros fenômenos” 
Sir Isaac Newton em seu livro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios 
Matemáticos de Filosofia Natural) em 1686
Resumindo
Thank you!!!