AULA 1 FORÇA GRAVITACIONAL E FORÇA PESO LAGEADO

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Professora Prycyla 
Física - 2º TRIMESTRE
Conteúdos do 2º TRIMESTRE
Força Peso
Força Normal
Força de Tração
Força Elástica 
Força de Atrito
Trabalho de Forças Constantes
Trabalho de Forças variáveis
Potência e rendimento 
Aula 1 - Força Peso 
Vamos começar esse estudo fazendo algumas perguntas ...
O que faz um corpo mudar o seu estado de equilíbrio (saia do repouso, por exemplo)?
Por que os astronautas parecem flutuar quando estão no espaço?
Por que, quem está do outro lado do mundo, não “cai para baixo”?
Mas antes de responder, precisaremos conhecer alguns conceitos fundamentais da Física ...
Imagem: NASA / Domínio Público
 Qualquer agente capaz de produzir num corpo uma aceleração e/ou uma deformação. 
Força
Imagem: Brooke Novak / Creative Commons Attribution 2.0 Generic
Imagem: Uwe W. / NASA / Domínio Público
Imagem: Thue / Domínio Público
Onde estão as Forças?
Elas estão presentes em todas as situações cotidianas. Até mesmo onde você nem imagina. Sempre há um tipo de força envolvida num fenômeno.
Força Peso
“Todos nós estamos “presos ao chão” por causa da existência de uma Força de Atração do Campo Gravitacional da Terra que nos puxa na vertical, para baixo, com a aceleração gravitacional... O Peso é uma força de campo que atua no campo gravitacional de um corpo celeste, que tem sempre o sentido de aproximar o objeto que está sendo atraído para o centro desse corpo”.
KAZUHITO, Yamamoto. FUKE, Luiz Felipe. Física para o Ensino Médio. Saraiva. 2010.
Sendo m a intensidade da massa do objeto e g, a da aceleração da gravidade, seu peso é determinado pelo Princípio Fundamental da Dinâmica.
Forças Importantes
Força é medida em newton (N) no SI 
Força Peso
Forças Importantes
Lembre-se:
A Força Peso é SEMPRE VERTICAL PARA BAIXO em relação à Terra.
JOHANNES KEPLER
Século XVI
LEIS DE KEPLER 
 nasceu em 27 de dezembro de 1571, 
 Weil der Stadt, Alemanha.
 Astrônomo.
 Inicialmente estudou teologia;
Os planetas descrevem órbitas elípticas em torno 
 do Sol, que ocupa um dos focos da elipse descrita 
1ª Lei de Kepler
LEI DAS ÓRBITAS
TEORIAS
Verifique a mudança de velocidade durante a órbita. Abordaremos 
esse detalhe na próxima Lei.
2ª Lei de Kepler
LEI DAS ÁREAS
"A linha que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais".
Observe que visivelmente o segmento varre ÁREAS iguais em TEMPOS iguais.
COMPLEMENTOS DA 2ª LEI
Esta Lei determina que os planetas se movem com velocidades diferentes, dependendo da distância a que estão do Sol.
Periélio é o ponto mais próximo do Sol, onde o planeta move-se com maior velocidade. 
Afélio é o ponto mais afastado do Sol, onde o planeta move-se com menor velocidade. 
3ª Lei de Kepler
LEI DOS PERÍODOS
TEORIAS
É constante para todos os planetas a razão entre o tempo (T) que o planeta leva para dar uma volta completa em torno do Sol elevado ao quadrado e o raio médio ( r ) de sua órbita elevado ao cubo. 
T2 = K .r3
A constante de proporcionalidade K só depende da massa do Sol.
ISAAC NEWTON
Século XVII
Nascido em 4 de janeiro de 1643 em Londres, Inglaterra.
 Matemático, físico, astrônomo, alquimista e filosofo natural.
 Causou o maior impacto na história da ciência.
 Sóbrio, fechado e solitário.
 Idéias precisas, consistentes e racionais.
 Analisa o livro de Daniel e dizia que o mundo acabaria no ano de 2060 e as nações más cairiam. 
LEI DA GRAVITAÇÃO 
FÍSICA, 1° Ano do Ensino Médio
Lei da Gravitação de Newton
ISAAC NEWTON
1642 - 1727
Na obra Philosophiaie Naturalis Principia Mathematica, Newton apresentou em 1687 a Lei da Gravitação Universal. Para estabelecer essa lei, procurou entender o movimento da lua com base nas três leis da dinâmica e fundamentou-se também nas Leis de Kepler.
Imagem: Sir Godfrey Kneller / Domínio Público
Imagem: Isaac Newton / Domínio Público
Existem duas ideias que são muito difundidas na literatura sobre o percurso geral que conduziu Newton à Gravitação Universal:
Newton teria desenvolvido a lei da Gravitação quase que por completo durante os anni mirabili (1665, 1666), embora viesse a publicá-la somente em 1687, no Principia; 
a outra sustenta que a lei da Gravitação foi deduzida por Newton diretamente das Leis de Kepler.
FÍSICA, 1° Ano do Ensino Médio
Lei da Gravitação de Newton
Muitas controvérsias ainda se fazem presentes nos tempos atuais sobre quais foram os caminhos que Newton trilhou desde as suas primeiras investidas nos assuntos da Mecânica, em particular referente à dinâmica planetária, até a escrita do Principia, quando praticamente completou tais assuntos. Esses caminhos foram construídos com uso de instrumentos tanto típicos do fazer científico, quanto de natureza externa a este. Fazer, portanto, uma reconstrução de tais caminhos não é tarefa simples nem fácil, sobretudo, porque o próprio Newton, ao que parece, com a preocupação excessiva de firmar indelevelmente algumas das suas pegadas, resultou por apagá-las ou, ao menos, deformá-las.
Teixeira, E. S. et al. Os caminhos de Newton para a Gravitação Universal: uma revisão do debate historiográfico entre Cohen e Westfall. Cad. Bras. Ens. Fís., v. 27, n. 2: p. 215-254, ago. 2010.
E A MAÇÃ?
A Lei da Gravitação Universal foi desenvolvida por Isaac Newton, durante o fechamento da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, devido à peste que assolou Londres em 1665. Essa Lei deu início aos pensamentos que mudariam os fundamentos da ciência. Em 1672 foi publicado o primeiro trabalho científico de Newton que tratava de suas descobertas sobre a natureza da luz. Devido a críticas de alguns, dentre eles Robert Hooke, Newton relutou, a partir de então, a apresentar novos trabalhos. Mas em 1679, devido às correspondências que trocavam, na qual Hooke sugeriu que os planetas eram atraídos por uma força central que diminuía como quadrado da distância, as ideias de Newton sobre essas questões reviveram. Edmond Halley se interessou pelo tema e ao visitar Newton em Cambridge em 1684 perguntou especificamente qual seria a forma da órbita de um planeta que fosse atraído por uma força da forma descrita por Hooke. Newton imediatamente disse que era uma elipse, dizendo que havia provado esse fato há tempo. Mais tarde Halley recebeu duas provas sobre a questão, e percebendo a importância deste trabalho decidiu, com o apoio da Royal Society, persuadir Newton a publicar suas descobertas, o que levou a publicação, em 1687, de um dos mais importantes livros da ciência, o Principia.
Fonte: http://pt.scribd.com/doc/60543906/Surpresas-Sobre-a-Lei-da-Gravitacao-Universal
UM POUCO DE HISTÓRIA
Newton agora precisa verificar se a relação que ele havia encontrado condizia com os dados da natureza e ele parte para testá-la usando a Lua.
FÍSICA, 1° Ano do Ensino Médio
Lei da Gravitação de Newton
Q’
P
Q
60R
60R
θ
“Durante esse ano (1665), comecei a estender a ideia de gravidade à órbita da Lua e fiz uma comparação entre a força que era necessária para manter esse astro na órbita e as forças de gravidade que agiam na superfície da Terra. [...]Deduzi que as forças que mantêm os planetas em suas órbitas estão na razão recíproca dos quadrados das distâncias aos centros do qual orbitam; e assim, comparei a força necessária para manter a Lua na sua órbita com a força da gravidade na superfície da Terra; e verifiquei que as duas respostas são quase iguais”. 
Isaac Newton
http://www.cpenelopefournier.com/index2_ficheiros/Page370.htm
LEI DA GRAVITAÇÃO UNIVERSAL
FÍSICA, 1° Ano do Ensino Médio
Lei da Gravitação de Newton
A partir das Leis de Kepler, Newton deduziu que tipos de forças devem ser necessárias para manter os planetas em suas órbitas. Ele calculou como a força deveria ser na superfície da Terra. Essa força provou ser a mesma que dá à massa sua aceleração. Com isso Newton unifica a física terrestre e a celeste, sepultando assim a teoria aristotélica do mundo sublunar e supralunar.
Imagem: Roland Geider / GNU Free
Documentation License.
d
CAMPO GRAVITACIONAL
GRAVIDADE
Acima da superfície
g = G    M  __ 
          (R + h)2
Sobre a superfície
g = G    M  _
          (R)2
Então:
- O campo gravitacional terrestre é RADIAL e CONVERGENTE direcionado para o centro da terra.
Quanto mais se afasta da superfície menor a aceleração 
gravitacional.
RESUMO DA AULA