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DINÂMICÂ 1: LEIS DE NEWTON Força é uma grandeza física vetorial. A força é a causa que produz num corpo variação de velocidade e, portanto, aceleração. No Sistema Internacional é medida em newtons (N). Para um sistema de forças: Fres = F1+ F2+... AS LEIS DE NEWTON Primeira Lei: Princípio da inércia Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele. Segunda Lei: Princípio fundamental da dinâmica A resultante das forças aplicadas a um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida: A força resultante e a aceleração, sempre têm mesma direção e mesmo sentido. Terceira lei: Princípio da ação e da reação Sempre que dois corpos quaisquer A e B interagem, as forças exercidas são mútuas. Tanto A exerce força em B como B exerce força em A. A interação entre corpos é regida pelo princípio da ação e da reação. A toda ação corresponde uma reação de mesma intensidade e mesma direção, mas de sentido oposto. As forças do par ação-reação sempre atuam em corpos distintos. AS PRINCIPAIS FORÇAS DA DINÂMICA FORÇA PESO (P): Peso é uma força que surge da atração gravitacional entre dois corpos constituídos de massa. FORÇA NORMAL (N): é uma força de reação à compressão que é feita sobre alguma superfície, e não à força peso. FORÇA DE TRAÇÃO: Quando puxamos um objeto por meio de uma corda, estamos, na verdade, transmitindo força ao longo dessa corda até a extremidade oposta. Podemos dizer que cada pedaço dessa corda sofre uma tração, que pode ser representada por um par de forças iguais e contrárias que atuam no sentido do alongar da corda. FORÇA ELASTICA: é uma força física associada à compressão ou tração de corpos que têm elasticidade (molas, borrachas e outros tipos de elásticos em geral). LEI DE HOOKE. CÁLCULO DA FORÇA RESULTANTE A força é uma grandeza vetorial. Quando houver mais de uma força atuando sobre uma carga, a força resultante deve obedecer às regras de adição vetorial: · Força na mesma direção e no mesmo sentido: somamos as suas intensidades. · Forças na mesma direção e em sentidos opostos: subtraímos suas intensidades. A resultante tem o mesmo sentido da força de maior intensidade. · Forças que formam um ângulo de 90°: a intensidade é fornecida pelo teorema de pitágoras. · Forças que formam um ângulo qualquer: a intensidade é fornecida pela lei dos cossenos. VETORES Vetor é um segmento de reta orientado que apresenta módulo (tamanho), direção e sentido. Os vetores são usados para expressar grandezas físicas vetoriais, ou seja, aquelas que só podem ser completamente definidas se conhecemos o seu valor numérico, a direção em que atuam (horizontal e vertical), bem como o seu o sentido (para cima, para baixo). Posição, velocidade, aceleração, força e quantidade de movimento são bons exemplos de grandezas vetoriais. Por exemplo, se quisermos saber a posição de algum local, é necessário que se aponte para uma direção. Nesse caso, o sentido do movimento é dado pela ponta do dedo. EXERCICIOS. 1. Uma folha de massa igual 0,3 g cai de uma árvore com velocidade constante. Determine a força resultante sobre essa folha, sabendo que ela está sujeita à força de resistência do ar. Dado: a aceleração da gravidade tem valor igual a 9,8 m/s². 2. Um bloco de massa 50 Kg é empurrado sobre uma superfície horizontal por uma força F = 220 N. Sabendo que a força de atrito é igual 100N calcule a aceleração sofrida pelo bloco. 3. Um corpo com massa de 5 kg é lançado sobre um plano horizontal liso, com velocidade de 40 m/s. Determine o módulo da intensidade da força que deve ser aplicada sobre o corpo contra o sentido do movimento, para pará-lo em 20 s. 4. Sobre uma mesa há uma bola de massa de 200 g parada. Após um determinado tempo, atua sobre a bola uma força de intensidade 5N cuja direção é vertical para cima. Adotando g = 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar, determine a aceleração da bola. 5. Suponha que uma pessoa de massa igual a 50 kg esteja suspensa numa corda, como na ilustração abaixo. A outra extremidade dessa corda está presa num bloco de massa de 56 kg que está em repouso em uma superfície plana. Supondo que a aceleração da gravidade local é igual a 10 m/s2, determine o valor da força de reação normal trocada entre o bloco e a superfície onde está apoiado. a) 500 N b) 560 N c) 160 N d) 100 N e) 60 N 6. Determine a variação de uma mola que possui uma força atuante de 30N e sua constante elástica é de 300N/m. 7. Duas forças perpendiculares de 8 N e 6 N formam um sistema. Determine o modulo da força resultante. 8. Uma força de 1 newton tem a ordem de grandeza de peso de: a) um homem adulto. d) uma xicrinha de café. b) uma criança recém-nascida. e) um litro de leite. c) uma moeda de um centavo. 9. Um aluno “brilhante” fica atolado na areia movediça e tem a incrível ideia de escapar dela ao se puxar com suas mãos para cima por seus próprios cabelos. Qual será o motivo dessa ideia ser impossível de funcionar? a) Os cabelos não aguentam o peso do corpo. b) Não há atrito suficiente e escapam das mãos. c) Ação e reação ocorrem no mesmo corpo. d) Produziria uma aceleração insuficiente. e) A força aplicada pelas mãos seria maior. 10. Uma locomotiva puxa 3 vagões de carga com uma aceleração de 2,0 m/s². Cada vagão tem 10 toneladas de massa. Qual a força exercida pelo trem para mover os vagões? (Despreze o atrito com os trilhos). 11. A figura abaixo mostra a força em função da aceleração para três diferentes corpos 1, 2 e 3. Sobre esses corpos é correto afirmar: a) O corpo 1 tem a menor inércia. b) O corpo 3 tem a maior inércia. c) O corpo 2 tem a menor inércia. d) O corpo 2 tem a maior inércia. e) O corpo 1 tem a maior inércia. · As questões devem ser copiadas e respondidas em folha de papel almaço e entregues no retorno; · https://www.youtube.com/watch?v=Qqp_Gidms9w (link do vídeo aula).
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