Capítulo 5 Força e movimento

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FÍSICA 1
Fabiana Rhodes
Força e Movimento
(Mecânica Newtoniana)
Fabiana Rhodes
Primeira Lei de Newton ou “lei da inércia” 
Um corpo sobre o qual não atua nenhuma força 
resultante não pode ter sua condição de movimento 
alterada.
Se o corpo estiver 
em repouso, ele 
permanecerá em 
repouso.
Se o corpo estiver em 
movimento com velocidade 
constante, ele permanecerá 
nesse estado de movimento.
Fabiana Rhodes
Força
Força pode causar aceleração em um 
corpo.
Colocando este corpo de massa m=1kg em um plano horizontal, e
puxando-o de tal maneira que ele adquira aceleração de 1 m/s².
Dizemos que a força F é de 1 newton (1 N).
• A força é um vetor, por isso, obedece as regras das operações
com vetores.
• A força resultante, é a soma de todas as forças que atuam em um
corpo.
Fabiana Rhodes
A Segunda Lei de Newton
A força resultante que age sobre um corpo é igual ao 
produto da massa do corpo pela sua aceleração.
i
dv
F ma m
dt
 
 
A Fres deve ser a soma vetorial de todas as forças que atuam
sobre um determinado corpo.
Fabiana Rhodes
Decomposição vetorial:
1F

2F

3F

iF

m
x
xi x
y
yi y
z
zi z
dv
F ma m
dt
dv
F ma m
dt
dv
F ma m
dt
 
 
 



Fabiana Rhodes
A Segunda Lei de Newton
Unidades da segunda lei de Newton
Sistema Força Massa Aceleração
SI Newton(N) quilograma(kg) m/s2
Fabiana Rhodes
EXEMPLO
Calcule a aceleração em cada situação na figura abaixo.
Sabendo que a massa do disco é m= 0,20 kg. F1= 4,0 N e F2 = 2,0 N
e F3 faz um ângulo θ=30º com o eixo x e tem módulo F3 = 1,0 N.
Fabiana Rhodes
EXEMPLO 2:
Na figura ao lado, um objeto de 2,0kg é
acelerado a 3,0m/s2 na orientação definida
por , em uma superfície horizontal sem
atrito. A aceleração é causada por três forças
horizontais, das quais apenas duas são
mostradas: de módulo 10N e de
módulo 20N. Qual é a terceira força, , em
termos de vetores unitários e na notação
módulo ângulo?
a

1F

1F

2F

Fabiana Rhodes
A Terceira Lei de Newton
Quando uma força devida a um objeto B age sobre A, então uma
força devida ao objeto A age sobre B.
BAAB FF


(3.a lei de Newton)
As forças do par ação-reação:
As forças e constituem um
par AÇÃO-REAÇÃO.
 têm mesmo módulo e mesma direção, porém sentidos opostos;
 nunca atuam no mesmo corpo
A B
ABF

BAF

BAF

ABF

Fabiana Rhodes
Algumas Forças Especiais
1) Força Gravitacional
Fg é a força que atrai os corpos na direção do centro da Terra,
ou seja, verticalmente para baixo.
gmFg


A Fg atua mesmo em um corpo em repouso sobre uma mesa
de sinuca ou movendo-se sobre a mesa.
Fabiana Rhodes
2) Peso
O Peso P de um corpo é igual ao módulo Fg da força
gravitacional que age sobre o corpo.
gmP


Fabiana Rhodes
3) Força Normal
Quando um corpo exerce uma força sobre uma superfície, a
superfície (ainda que aparentemente rígida) se deforma e empurra o
corpo com uma força normal FN que é perpendicular a superfície.
)( yN
yN
ygN
agmF
mamgF
maFF



mgFN 
Fabiana Rhodes
4) Tração
É uma força de reação presente em fios e cabos quando
submetidos a forças de alongamento ou de resistência. Sua
direção é a mesma do fio e o sentido é oposto à força atuante. Seu
módulo depende da análise das forças envolvidas no ponto.
Fabiana Rhodes
EXEMPLO 3:
A figura mostra um bloco D de massa M = 3,3kg.
O bloco está livre para se mover ao longo de uma
superfície horizontal sem atrito e está ligado por
uma corda que passa por uma polia sem atrito, a
um segundo bloco P, de massa m = 2,1kg. As
massas da corda e da polia podem ser
desprezadas em comparação com a massa dos
blocos. Enquanto o bloco pendente P desce o
bloco deslizante D acelera para a direita.
Determine (a) a aceleração do bloco D, (b) a
aceleração do bloco P e (c) a tensão na corda.
Fabiana Rhodes
EXEMPLO 4:
Na figura uma corda puxa para cima uma caixa ao longo
de um plano inclinado sem atrito cujo ângulo é de θ = 30º.
A massa da caixa é m = 5,00kg e o módulo da força
exercida pela corda é T = 30,0N. Qual é a componente a da
aceleração da caixa ao longo do plano inclinado?
Fabiana Rhodes
EXEMPLO 5:
Na figura, uma força horizontal constante Fap de módulo 20N é
aplicada a um bloco A de massa mA = 4,0kg, que empurra um
bloco B de massa mB = 6,0kg. O bloco desliza sobre uma
superfície sem atrito, ao longo do eixo x. (a) Qual é a aceleração
dos blocos? (b) Qual é a força horizontal FBA exercida pelo bloco a
sobre o bloco B? (R. 2; 12)
Fabiana Rhodes
5) Atrito
É uma força paralela à superfície e aponta no sentido oposto ao
do movimento ou tendência de movimento.
Forças de atrito existem entre duas superfícies sólidas 
estacionárias ou se movendo uma em relação a outra com baixa 
velocidade.
Fabiana Rhodes
Atrito estático
Ausência de forças horizontais
A força de atrito estático é máxima na iminência de deslizamento.
Quando aplicamos uma força horizontal
0v

sfF 
Nf smáxs ,
Se o corpo não se
move, então a força de
atrito estático fs e a
componente de F
paralela à superfície são
iguais em módulo e têm
sentidos opostos.
Fabiana Rhodes
0v 

0cF f a  
Nf cc 
Nf ss 0
F

cf

F

0v

ef

Atrito cinético
Se o corpo começar a
deslizar sobre a superfície,
o módulo da força de atrito
decrescerá rapidamente
para o valor fc dado por: