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- RESUMÃO - DINÂMICA (Física) Formulários, Dicas e Macetes para a Prova www.respondeai.com.br 1 Forças e Leis de Newton Pode parecer simples, mas é importante saber identificar qual das três leis de Newton está sendo exemplificada em determinado fenômeno. Então vamos lembrar essas leis. A Primeira Lei de Newton nos diz basicamente que: A primeira lei nada mais é do que o que você sente sempre ao andar de ônibus. O motorista entra na curva fazendo você sentir como se fosse voar pela janela. Isso acontece porque a sua tendência é continuar seguindo reto, mas o ônibus te "força" a fazer a curva. Já a Segunda Lei de Newton nos diz: É daqui que vem a famosa fórmula: �⃗�𝑟 = 𝑚. �⃗� E a Terceira Lei de Newton fala pra a gente que: 2 Se liga! Uma força �⃗� aplicada por um menino em uma bola. Pela terceira lei, vai produzir uma força −�⃗� que é o par ação e reação. Mas peraí, se o par ação e reação é �⃗� e −�⃗�, essas forças não irão se anular? Como a bola vai se mover? O que acontece é que a força �⃗� é aplicada à bolinha, mas a força −�⃗� é aplicada no menino. Então como as forças são aplicadas em corpos diferentes. Não há como elas se anularem. Agora, para analisar a dinâmica do objeto, você precisará analisar a existência dessas forças: ● Peso (�⃗⃗�): É a força de atração da gravidade, uma força já conhecida por todos né? Sua fórmula é: �⃗⃗� = 𝑚�⃗� Assim como a gravidade, ela sempre aponta para baixo. ● Normal (�⃗⃗⃗�): É a força de reação de uma superfície. Ela não possui fórmula, mas vai estar presente quando o corpo estiver em contato com alguma coisa. É importante lembrar que ela é sempre perpendicular à superfície que está encostada. ● Tração (�⃗⃗�): Sempre que tivermos fios esticados, estando presos no objeto, vamos ter a tração. Assim como a normal ela não tem fórmula definida. O sentido da tração SEMPRE aponta para o fio. ● Elástica (�⃗�𝑒𝑙): Sempre que tivermos molas interagindo com o objeto, teremos força elástica. A fórmula para o módulo da força elástica é 𝐹𝑒𝑙 = 𝑘 ∙ Δ𝑥 Onde 𝑘 é a constante elástica da mola, e Δ𝑥 é o quanto a mola muda de tamanho em relação a ela mesma sem ação de força. 3 Força de Atrito Existem dois tipos de força de atrito, vamos lembrar deles: Atrito Estático: Quando um objeto está parado, apoiado sobre uma superfície, e tentamos movê-lo, é a força de atrito estático que impede esse movimento. Porém existe um limite de atrito que o objeto aguenta sobre a superfície, que quando fizermos mais força o corpo sai do repouso e se move. 𝐹𝑎𝑡𝑚𝑎𝑥 = 𝜇𝑒𝑁 Atrito Dinâmico ou Cinético: Quando um objeto está em movimento numa superfície, essa superfície tenta parar o movimento. Essa força que a superfície faz e que é tipo uma força de “frenagem” é a força de atrito Cinético. Nesse caso ela pode ser calculada com: 𝐹𝑎𝑡 = 𝜇𝑑𝑁 OBS.: Um erro muito comum nas provas é a questão pedir o valor da força de atrito estática e o aluno calcular utilizando a fórmula do atrito cinético. Então atenção! Essa fórmula é da força de atrito estática MÁXIMA. Só pode ser utilizada quando a questão falar especificamente que é na iminência de se movimentar. Força Centrípeta É a força responsável por mudar a direção do movimento (fazer a curva). Essa força aponta sempre para o centro da curva e tem a fórmula: 𝐹𝑐𝑝 = 𝑚 𝑣2 𝑅 Sempre que tiver alguma curva, essa fórmula poderá ser usada. Às vezes é útil para descobrir a força resultante. 4 Trabalho e Energia Cinética O trabalho de uma força pode ser calculado por: 𝑊 = 𝐹 cos 𝜃 ⋅ 𝑑 Onde 𝜃 é o ângulo entre a força e a trajetória do objeto. Trabalho da Força Peso: Quando ele está descendo 𝑊 = 𝑚𝑔ℎ Quando ele está subindo 𝑊 = −𝑚𝑔ℎ Trabalho da Força Normal: 𝜃 = 90° Logo, o trabalho da força normal sempre será nulo. 𝑊 = 0 J Gráfico de força por deslocamento: Em alguns momentos vamos ver o gráfico da força pela posição. Para acharmos o trabalho nesse caso, basta calcular a área do gráfico. Energia Cinética: A energia cinética é a energia associada ao movimento, que é representado pela velocidade. 𝐾 = 𝑚𝑣2 2 5 Outro que não pode esquecer na prova é o teorema trabalho energia que diz que o trabalho da força resultante é igual à variação da energia cinética. 𝑊𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙 = Δ𝐾 𝑊𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙 = 𝑚 2 (𝑣𝑓 2 − 𝑣0 2) Em alguns casos, pode ser perguntado, também, sobre a potência da força, mas não tem mistério. É só usar a fórmula: 𝑃𝑜𝑡 = 𝑊�⃗� ∆𝑡 Em último caso, se o trabalho não for realizado em um movimento retilíneo, aí você terá que apelar para a integral: 𝑊𝑃1→𝑃2 = ∫ �⃗� ⋅ 𝑑𝑟 𝑃2 𝑃1 Onde 𝑑𝑟 corresponde à distância infinitesimal. Energia Potencial e Conservação de Energia A energia potencial é dividida em duas: Energia potencial gravitacional: Energia potencial associada à gravidade. 𝑈𝑔 = 𝑚𝑔ℎ Onde ℎ é a altura em relação a um “chão”. Energia potencial elástica: Energia potencial associada a uma mola. 𝑈𝑒𝑙 = 𝑘Δ𝑥2 2 Lembrando que Δ𝑥 é o quanto a mola muda de tamanho. Dentro do assunto de energia potencial, você pode se deparar com questões que envolvam um gráfico de energia potencial. Sobre esse gráfico há 𝟑 tipos de equilíbrio que precisamos saber. 6 Vamos analisar o gráfico abaixo. Temos a energia mecânica que na ausência de forças dissipativas é conservada. 𝐸𝑚 = 𝐾 + 𝑈 Lembre-se de que 𝑈 = 𝑈𝑔 + 𝑈𝑒𝑙 E, caso tenha forças dissipativas, basta utilizar a fórmula abaixo para achar o trabalho: Δ𝐸𝑚 = 𝑊𝑑𝑖𝑠𝑠𝑖𝑝𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎𝑠 Analisando os pontos do gráfico, temos os equilíbrios: 1. Estável: É quando um objeto, que está em equilíbrio, se move, mas logo em seguida ele volta à posição de equilíbrio. É representado por um “vale” no gráfico. Temos dois pontos de equilíbrio estável nesse gráfico. 2. Instável: É quando um objeto, que está em equilíbrio, se move e, logo em seguida, sai do equilíbrio e não retorna mais. É representado pelo pico de um “morro” no gráfico. Também temos dois pontos de equilíbrio instável nesse gráfico 3. Indiferente: É quando não é nem ponto de equilíbrio estável, nem de equilíbrio instável. Muita coisa para estudar em pouco tempo? No Responde Aí, você pode se aprofundar na matéria com explicações simples e muito didáticas. Além disso, contamos com milhares de exercícios resolvidos passo a passo para você praticar bastante e tirar todas as suas dúvidas. Acesse já: www.respondeai.com.br e junte-se a outros milhares de alunos! Excelentes notas nas provas, galera :)
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