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APOSTILA - FORÇAS E LEIS DE NEWTON

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FACULDADE ASSIS GURGACZ - FAG 
FÍSICA: DINÂMICA E CINEMÁTICA – AULA 06 
PROF. KARINA SANDERSON 
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AULA 06: FORÇAS E LEIS DE NEWTON 
 
1. Força ( )Fr 
 
FORÇA é todo agente capaz de provocar uma variação de velocidade ou uma 
deformação em um corpo, sendo uma grandeza vetorial (Caracteres: Módulo; Direção e 
Sentido). 
Logo, força é uma interação entre dois corpos. 
 
1.1. Medidas de força 
 
O instrumento para efetuar mediadas de força é o dinamômetro. A unidade do S.I é 
o Newton (N), outra unidade também utilizada é o quilograma-força (kgf). 
 
10 N = 1 kgf 
 
1.2. Força Resultante: 
 
É a força que produz o mesmo efeito que todas as outras aplicadas a um corpo. 
 Dadas várias forças aplicadas a um corpo qualquer: 
 
 
 
A força resultante será igual à soma vetorial de todas as forças aplicadas: 
 
 
 
 
2. Leis de Newton 
 
As leis de Newton constituem os três pilares fundamentais do que chamamos 
Mecânica Clássica, que justamente por isso também é conhecida por Mecânica 
Newtoniana. 
 
2.1. 1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia 
 
INÉRCIA é a capacidade de um corpo em alterar o seu estado de movimento ou 
repouso. Ou seja, qualquer corpo, isolado é capaz de entrar em movimento (se estiver em 
repouso) ou mudar a sua velocidade (se estiver em movimento). 
"Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento 
tende a permanecer em movimento." 
 
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Então, conclui-se que um corpo só altera seu estado de inércia, se alguém, ou alguma 
coisa aplicar nele uma força resultante diferente se zero. 
 
 O equilíbrio de um corpo pode ser estático ou dinâmico: 
 
- Equilíbrio Estático: é o estado de equilíbrio do corpo quando sua aceleração e 
velocidade forem nulas. 
a = 0 e v = 0 
 
- Equilíbrio Dinâmico: é o estado de equilíbrio do corpo quando sua aceleração for nula e 
a sua velocidade for constante não nula, ou seja, o movimento for retilíneo uniforme. 
 
M.R.U e a = 0 
 
 
2.2. 2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica 
 
 A segunda lei de Newton trata dos casos em que a resultante das forças que atuam 
em um corpo não é nula. Neste caso, nota-se o aparecimento de outra grandeza conhecida: 
a aceleração. 
 Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes 
observamos que elas não produzem aceleração igual. 
Esta aceleração será maior quando um corpo tiver uma massa menor e menor 
quando o corpo possuir uma massa maior. 
A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente proporcional ao produto 
da aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja: 
 
 
ou em módulo: 
F = m.a 
Lembrando: 
t
V
a
∆
∆
= 
 Onde: 
F = resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N); 
m = massa do corpo a qual as forças atuam (em kg); 
a = aceleração adquirida (em m/s²). 
 
A unidade de força, no sistema internacional, é o N (Newton), que equivale a kg m/s² 
(quilograma metro por segundo ao quadrado). 
 
Exercícios: 
1) Um bloco 30 kg de massa encontra-se em repouso sobre uma superfície horizontal 
perfeitamente lisa (sem atrito). Aplica-se no bloco uma força F, paralela à 
superfície, de módulo 40 N, durante 15 segundos. Determinar: 
a) A aceleração do bloco; 
b) A velocidade atingida pelo bloco após os 15 segundos. 
 
 
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2.3. 3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação 
 
Quando uma pessoa empurra um caixa com uma força F, podemos dizer que esta é 
uma força de ação. Mas, conforme a 3ª lei de Newton, sempre que isso ocorre, há outra 
força com módulo e direção iguais, e sentido oposto à força de ação, esta é chamada força 
de reação. 
Esta é o princípio da ação e reação, cujo enunciado é: 
 
"As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação, existe uma força de reação." 
 
Consideremos um bloco de 2 kg apoiado sobre uma mesa, em repouso. Esse bloco 
exerce sobre a mesa uma força de contato e essa força provoca uma deformação na mesa 
que, normalmente, é imperceptível. 
Dizemos que o bloco age sobre a mesa. Mas a mesa reage aplicando no bloco uma 
força exatamente de mesma intensidade da ação do bloco sobre ela. O bloco e a mesa 
interagem, trocando forças de mesma intensidade. 
 
 
 
 
 
 3. Forças Importantes 
 
3.1. Força Peso (P) 
 
 É importante não confundirmos os conceitos de massa e peso. 
Massa: grandeza escalar que representa a medida da inércia de um corpo (kg). A massa de 
um corpo é constante, ou seja, não varia. 
Peso: grandeza vetorial que representa a força gravitacional que a terra exerce sobre o 
corpo (N). O Peso de um corpo é a força com que a Terra o atrai, podendo ser variável, 
quando a gravidade variar, ou seja, quando não estamos nas proximidades da Terra. 
A força peso (P) é uma força de campo, gerada pela Terra, que atrai todos os 
corpos próximos a sua superfície. A sua direção é vertical, seu sentido é sempre de cima 
para baixo, para o centro da Terra (veja figuras) e o seu módulo pode ser relacionando 
com a 2ª Lei de Newton, se um corpo de massa m, sofre a aceleração da gravidade, 
quando aplicada a ele o principio fundamental da dinâmica poderemos dizer que: 
 
 
 
A esta força, chamamos Força Peso, e podemos expressá-la como: 
 
 
ou em módulo: 
 
 
 
Existe uma unidade muito utilizada pela indústria, principalmente quando tratamos 
de força peso, que é o kilograma-força, que por definição é: 
 
F
r
 
F
r
−
 
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1kgf é o peso de um corpo de massa 1kg submetido a aceleração da gravidade de 
9,8 m/s² ≅ 10 m/s². 
A sua relação com o Newton é: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exercícios: 
 
2) Considere dois corpos A e B, de massas 1 kg e 5 kg, 
respectivamente, caindo, a partir do repouso, de uma altura de 5m, 
numa região onde a resistência do ar é desprezível, determine: 
a) A força-peso de cada corpo; 
b) A velocidade com que os corpos atingem o solo. 
 
 
 
 
 
 
3.2. Força Normal (N) 
 
Pela aplicação da 3ª Lei de Newton: 
"Para toda força de ação, existe uma força equivalente de reação.” 
Chamamos a força de reação à força peso, Força Normal, para o caso onde o corpo 
se encontra em um eixo do plano cartesiano. A sua direção é perpendicular ao apoio e o 
seu sentido é saído do corpo, oposto ao apoio (veja figuras). O seu módulo é igual à força 
de compressão do corpo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
P
r
 
N
r
 
N
r
 
N
r
 
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3.3. Força de Tração (T) 
 
 
 É uma força de contato presente em fios ou cabos, quando os mesmos são 
submetidos a forças de alongamento. Sua direção é a mesma do fio e o seu sentido é 
oposto ao alongamento, saindo do corpo (veja figuras). O seu módulo pode adquirir 
diferentes valores, de acordo com a situação apresentada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dado um sistema onde um corpo é puxado por um fio ideal, ou seja, inextensível 
flexível e tem massa desprezível. 
 
 
 
Podemos considerar que a força é aplicada no fio, que por sua vez, aplica uma 
força no corpo a qual chamamos Força de Tração . 
 
 
Exercício: 
 
3) Um corpo de peso 100 N está apoiado numa superfície horizontal, conforme 
mostra a figura. Num dado instante, atua no corpo uma força de tração de 
intensidade