Física 1 - Aula6

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Dinâmica: Força e Movimento 
Leis de Newton 
 
Física Geral I 
Cinemática X Dinâmica 
 
Como já vimos, a Mecânica pode ser dividida em: 
Cinemática: faz a descrição dos movimentos 
Dinâmica: descreve as causas dos movimentos 
 
Começamos o curso estudando a Cinemática dos movimentos em 
uma ou mais dimensões, discutindo conceitos de posição, trajetória, 
velocidade e aceleração. 
Começaremos agora o estudo Dinâmica, estudando as causas dos 
movimentos (o que nos permitirá também prever movimentos 
subsequentes). 
 
A. Nenhuma força atua sobre o corpo. 
B. Uma única força constante age sobre o corpo, na 
direção do movimento. 
C. Uma única força constante age sobre o corpo, na 
direção oposta a do movimento. 
D. A força resultante que atua sobre o corpo é nula. 
E. Uma força resultante constante atua sobre o corpo 
na direção do movimento. 
Exercício 1 
Um corpo se move com módulo constante de 
velocidade em uma linha reta. Qual das seguintes 
afirmações é verdadeira? 
A. Nenhuma força atua sobre o corpo. 
B. Uma única força constante age sobre o corpo, na 
direção do movimento. 
C. Uma única força constante age sobre o corpo, na 
direção oposta a do movimento. 
D. A força resultante que atua sobre o corpo é nula. 
E. Uma força resultante constante atua sobre o corpo 
na direção do movimento. 
Exercício 1 
Um corpo se move com módulo constante de 
velocidade em uma linha reta. Qual das seguintes 
afirmações é verdadeira? 
Dinâmica 
 
“Por que os objetos começam a se mover?” 
 
Ou ainda: “Quando um objeto já está em 
movimento, o que faz com que ele altere a sua 
velocidade ou a orientação do movimento?” 
 
Essas são questões que podem ser 
respondidas pela Mecânica Newtoniana, que 
relaciona acelerações e forças. 
 
Isaac Newton – nascido em 1642, 
ano da morte de Galileu 
As 3 Leis de Newton são 3 leis básicas sobre movimento, que formam a 
base da mecânica clássica. Elas relacionam qualquer variação no 
movimento de um objeto às forças que atuam sobre ele. 
 
õ 
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Leis de Newton 
 
Leis de Newton 
 
õ 
1ª Lei de Newton 
(também chamada de Lei da Inércia) 
 
 
“Se nenhuma força atua sobre um corpo, sua velocidade não pode mudar, 
ou seja, o corpo não pode sofrer uma aceleração.” 
 
Em outras palavras: 
 
“Um corpo em repouso permanece em repouso a não ser que uma força 
resultante externa atue sobre ele. Um corpo em movimento continua em 
movimento com velocidade constante e em linha reta a não ser que uma 
força resultante externa atue sobre ele.” 
 
Observação importante: Ausência de forças e força resultante nula são 
equivalentes para a dinâmica. 
Referencial Inercial 
 
 
Se um objeto permanece em repouso ou está em movimento isso depende 
do referencial no qual ele é observado. 
 
“Se a força total que atua sobre uma partícula é zero, existe um conjunto 
de sistemas de referência, chamados referenciais inerciais, nos quais ela 
permanece em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (tem 
aceleração nula).” 
 
Qualquer referencial se movendo com velocidade constante em relação a 
um referencia inercial é, ele próprio, um referencial inercial. 
Qualquer referencial que esteja acelerado em relação a um referencial 
inercial não é um referencial inercial. 
 
 
 
Força 
 
 
Força: 
 
Usando a 1ª Lei de Newton e o conceito de referenciais inerciais, podemos 
definir uma força como uma influência (ou ação) externa sobre um corpo que 
provoca uma variação de velocidade do corpo, isto é, acelera o corpo em 
relação a um referencial inercial. 
 
Força é uma grandeza vetorial. O módulo de uma força é definido em termos 
da aceleração que imprime a uma massa de um kilograma. A orientação de 
uma força é a orientação da aceleração produzida por esta força. 
 
 
Forças de 
Contato 
 
Força: 
 
De maneira geral, as 
forças podem ser 
classificadas em dois 
grandes grupos: 
• forças de ação à 
distância 
• forças de contato. 
 
Forças de Ação 
à Distância 
2ª Lei de Newton 
 
2ª Lei de Newton – decomposição de forças 
 
 
A componente da aceleração em relação a um dado eixo é causada 
apenas pela soma das componentes das forças em relação a esse 
mesmo eixo (as componentes de forças em relação aos outros eixos 
não contribuem). 
Exercício 2 
Uma força desconhecida F é aplicada sobre dois 
objetos de massas desconhecidas MA e MB. As 
acelerações desses objetos são então medidas como 
sendo aA e aB. A partir dessas medidas podemos 
determinar: 
A. apenas o módulo de F. 
B. apenas MA e MB. 
C. o módulo de F e as massas MA e MB. 
D. apenas a razão entre MA e MB. 
E. MA, MB, e os pesos de MA e MB. 
Exercício 2 
A. apenas o módulo de F. 
B. apenas MA e MB. 
C. o módulo de F e as massas MA e MB. 
D. apenas a razão entre MA e MB. 
E. MA, MB, e os pesos de MA e MB. 
Uma força desconhecida F é aplicada sobre dois 
objetos de massas desconhecidas MA e MB. As 
acelerações desses objetos são então medidas como 
sendo aA e aB. A partir dessas medidas podemos 
determinar: 
Exercício 3 
Um objeto é enviado para o espaço. Qual das 
seguintes afirmações é verdadeira para este objeto 
conforme ele se move para fora do planeta Terra: 
A. A massa e o peso do objeto permanecem constantes. 
B. A massa do objeto permanece constante e o seu peso 
diminui. 
C. A massa do objeto diminui e o seu peso permanece 
constante. 
D. A massa do objeto e o seu peso diminuem. 
E. A massa do objeto diminui e o seu peso aumenta. 
Exercício 3 
Um objeto é enviado para o espaço. Qual das 
seguintes afirmações é verdadeira para este objeto 
conforme ele se move para fora do planeta Terra: 
A. A massa e o peso do objeto permanecem constantes. 
B. A massa do objeto permanece constante e o seu peso 
diminui. 
C. A massa do objeto diminui e o seu peso permanece 
constante. 
D. A massa do objeto e o seu peso diminuem. 
E. A massa do objeto diminui e o seu peso aumenta. 
Exercício 4 
Um objeto é sustentado fixo em uma 
posição de um plano inclinado devido 
ao atrito. O ângulo de inclinação do 
plano é aumentado lentamente até que 
o objeto comece a se mover. Se o 
plano for então mantido nesse ângulo, 
o objeto: 
A. Desce freando (velocidade vai reduzindo) 
B. Desce com velocidade constante 
C. Desce acelerando (velocidade vai aumentando) 
D. Nenhuma das alternativas anteriores. 
Exercício 4 
Um objeto é sustentado fixo em uma 
posição de um plano inclinado devido 
ao atrito. O ângulo de inclinação do 
plano é aumentado lentamente até que 
o objeto comece a se mover. Se o 
plano for então mantido nesse ângulo, 
o objeto: 
A. Desce freando (velocidade vai reduzindo) 
B. Desce com velocidade constante 
C. Desce acelerando (velocidade vai aumentando) 
D. Nenhuma das alternativas anteriores. 
Uma vez que o objeto vence o atrito e começa a se mover, ele 
estará acelerando porque existe uma força não-nula sobre o objeto 
apontando plano abaixo. Portanto a velocidade aumenta. 
3ª Lei de Newton 
 
“Quando duas partículas interagem, a força exercida pela segunda 
sobre a primeira é igual e oposta à força exercida pela primeira sobre 
a segunda.” 
 
 
Exercício 5 
Uma menina de massa 40kg e um trenó de massa 8kg estão 
separados por uma distância de 15m, na superfície de um lago 
congelado. A menina, ao puxar o trenó em sua direção por meio 
de uma corda, exerce sobre ele uma força de 5,0N. 
a) Qual é a aceleração do trenó?b) Qual é a aceleração da menina? 
c) Qual é a distância entre o ponto de encontro do trenó com a 
menina, medida a partir da posição da menina? Suponha 
que o atrito com o lago seja desprezível. 
Exercício 6 
Um saco de cimento pesando 400 N 
é sustentado por três fios de massa 
desprezível, como na figura. Dois 
dos fios fazem ângulos 1 = 60 e 2 
= 30 com a horizontal. Se o sistema 
está em equilíbrio, ache as trações 
T1, T2 e T3 nos fios. 
Exercício 6 - solução