6 Leis de Newton II

Prévia do material em texto

Física Geral e Experimental I 
Engenharia Civil
Prof. Dr Jorge Domínguez
Leis de Newton
UNASP-EC 2019
Principio da Inércia
OS CORPOS TENDEM A PERMANECER EM REPOUSO, 
OU EM MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME, A NÃO 
SER QUE FORÇAS ATUEM SOBRE ELES.
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
Pelo princípio da inércia, o cavaleiro (A) tende a manter o movimento 
anterior, apesar da parada brusca do cavalo. Na ausência de atrito entre 
os pneus e o asfalto, o carro (B) seguiria na linha pontilhada.
▪ Massa de um corpo: medida de sua inércia. Ex.: freamos um carro
com muito mais facilidade que um caminhão, ambos à mesma
velocidade, já que a massa do carro é menor, e o carro apresenta
menor tendência a permanecer em seu estado de movimento.
▪ Massa: grandeza escalar
Unidade de medida no Sistema Internacional (SI): quilograma (kg)
▪ Unidade de medida de força SI: Newton (N)
Admite-se que uma força de intensidade 1 N é capaz de imprimir 
uma aceleração de 1 m/s2 a um corpo de massa 1 kg.
Medida da inércia
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
Para que um corpo modifique o módulo, a direção ou o sentido de sua velocidade, o 
que significa estar em movimento acelerado, é necessária a ação de uma força. No 
caso de um corpo com massa constante, a aceleração a que ele é submetido será 
tanto maior quanto maior for a força resultante sobre ele. Ou seja:
Força resultante: tem mesma direção e sentido da aceleração resultante. Se a força 
resultante sobre um corpo for nula, ele pode estar em movimento retilíneo uniforme, 
pois nesse movimento a aceleração resultante também é nula.
Princípio fundamental da mecânica
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
Toda ação (força) exercida em um corpo como resultado da interação com outro corpo 
provoca neste uma força, chamada reação, de mesma intensidade e direção, mas 
sentido oposto.
Tipos de interação
Princípio de ação e reação
L
U
C
Y
 N
I
C
H
O
L
S
O
N
/
R
E
U
T
E
R
S
/
L
A
T
I
N
S
T
O
C
K
• de contato (quando empurramos 
uma caixa, chutamos uma bola 
etc.);
• de campo (independem do contato 
entre corpos, como quando a Terra 
atrai objetos para sua superfície ou 
um ímã atrai um pedaço de metal 
próximo dele).
O rosto do boxeador atingido imprime uma força 
de reação na mão de seu oponente; as luvas 
diminuem os efeitos do impacto em ambos.
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
A Terra atrai o corpo com a 
força peso P, a qual, por sua 
vez, atrai a Terra com uma
força de mesma intensidade e
direção, mas de sentido 
oposto.
Peso (P): força de atração gravitacional sofrida por um corpo 
de massa m que esteja próximo da superfície de um corpo 
de massa planetária M. A força peso P e a aceleração da 
gravidade g apresentam mesma direção e mesmo sentido. 
O módulo da força peso é expresso pela 2a lei de Newton:
em que g é o módulo da aceleração da gravidade que atua 
sobre todos os corpos.
Cinco forças em destaque na mecânica
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
Reação normal do apoio (N):
surge quando um corpo se encontra 
sobre certa superfície de apoio. 
A força peso e a normal não formam
um par ação e reação.
Diagrama de forças
de um corpo apoiado sobre
uma superfície
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
Tensão ou tração em fios (T): 
surge quando dois ou mais corpos estão ligados por um
fio de tensão que intermedeia a interação entre eles.
Se considerarmos o fio inextensível e de massa
desprezível, sua presença não influencia o movimento,
e ele passa a ser apenas um transmissor de forças.
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
Força elástica (Fel): aparece 
quando comprimimos ou 
distendemos uma mola.
O módulo da força elástica (Fel)
é diretamente proporcional à 
deformação nela provocada. 
Lei de Hooke:
Constante de proporcionalidade k (constante elástica da mola): representa 
uma característica da mola, medida em N/m.
Esquema de molas em equilíbrio 
(I e III) e deformadas (II e IV)
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
Forças de atrito (Fat)
São resultado da interação entre o corpo e a superfície por onde ele se movimenta.
III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação
Cinco forças em destaque na mecânica
A força de atrito opõe-se 
ao movimento provocado 
pela força F.
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
Dependem das características da superfície sobre a qual o corpo se movimenta. É 
representada por μ (coeficiente de atrito), que pode ser estático ou dinâmico, dependendo 
do estado do corpo.
III. 3a lei de Newton ou princípio de ação e reação
Forças de atrito (Fat)
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS
(Ufes) Um carro freia bruscamente e o passageiro bate com a
cabeça no vidro do para-brisa. Três pessoas dão as seguintes
explicações sobre o fato:
1a O carro foi freado, mas o passageiro continuou em movimento.
2a O banco do carro impulsionou a pessoa para a frente no instante 
da freada.
3a O passageiro só foi jogado para a frente porque a velocidade era 
alta e o carro freou bruscamente.
Podemos concordar com:
a) a 1a e a 2a pessoas. 
b) apenas a 1a pessoa. 
c) a 1a e a 3a pessoas.
d) apenas a 2a pessoa.
e) as três pessoas.
1
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
RESPOSTA: B
Em relação a um referencial fixo fora do carro,
observamos, antes da frenagem, que o carro e
o passageiro apresentam a mesma velocidade.
Portanto, pelo princípio da inércia, tanto o
carro quanto o passageiro tendem a
permanecer nesse estado de movimento.
Assim, no momento da frenagem do carro, o
passageiro continua em movimento. Logo,
podemos concordar apenas com a explicação
da 1a pessoa.
1
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
(Vunesp) A caixa C está em equilíbrio sobre a mesa. 
Nela atuam as forças peso e normal. Considerando a 
lei de ação e reação, pode-se afirmar que:
a) a normal é a reação do peso.
b) o peso é a reação da normal.
c) a reação ao peso está na mesa, 
enquanto a reação à normal está na Terra.
d) a reação ao peso está na Terra, 
enquanto a reação à normal está na mesa.
e) n.d.a.
2
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR
2
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
RESPOSTA: D
Veja o contexto da figura do eslaide 7 na teoria
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR
(UFPR) O cabo de um reboque arrebenta se nele for 
aplicada uma força que exceda 1.800 N. Suponha que o 
cabo seja usado para rebocar um carro de 900 kg ao 
longo de uma rua plana e retilínea.
Nesse caso, que aceleração máxima o cabo suportaria?
a) 0,5 m/s2
b) 1,0 m/s2
c) 2,0 m/s2
d) 4,0 m/s2
e) 9,0 m/s2
3
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR
3
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
RESPOSTA: C
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR
(UFPE) A figura abaixo mostra três blocos de massa mA =
1,0 kg, mB = 2,0 kg e mC = 3,0 kg. Os blocos se movem em 
conjunto, sob a ação de uma força F constante e 
horizontal, de módulo 4,2 N.
Desprezando-se o atrito, qual o módulo
da força resultante sobre o bloco B?
a) 1,0 N
b) 1,4 N 
c) 1,8 N 
d) 2,2 N
e) 2,6 N
4
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR
RESPOSTA: B
Considerando os blocos A, B e C como um único 
corpo, 
o módulo da força resultante sobre ele (F) é dado 
pela 
2a lei de Newton:
F = (mA + mB + mC) 
. a
Isto é: 4,2 = (1 + 2 + 3) . a  a = 0,7 m/s2
Logo, a força resultante sobre o corpo B será:
FR = mB
. a = 2 . 0,7  FR = 1,4 N.
4
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR
(UEL-PR)
No sistema representado a seguir, o corpo A, de massa 3,0 kg, 
está em movimento uniforme.
A massa do corpo B é de10 kg. Adote g = 10,0 m/s2.
O coeficiente de atrito dinâmico entre o corpo B e o plano sobre o 
qual ele se apoia vale:
a) 0,15. 
b) 0,30. 
c) 0,50. 
d) 0,60.
e) 0,70.
5
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR
5
E
X
E
R
C
ÍC
I
O
S
 E
S
S
E
N
C
I
A
I
S
RESPOSTA: B
LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS – NO VESTIBULAR