Aula 5- 1° ano

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Introdução à Dinâmica 
 
A dinâmica é a parte da Física que se preocupa em estudar as causas dos movimentos e seus possíveis 
efeitos. A primeira publicação que se referia a essa teoria foi Principia de Isaac Newton, na qual ele explicou 
de forma completa sobre o movimento dos corpos. Essa teoria foi baseada nos estudos realizados por Galileu 
Galilei e Johannes Kepler. 
 
 
 Galileu Galilei Johannes Kepler Isaac Newton 
 
Foi através dessa teoria que Newton estabeleceu as relações entre a massa do corpo e o seu movimento, 
conhecidas como as leis de Newton. Para o entendimento dessas leis, é necessário conhecer alguns 
conceitos físicos muito importantes, como força e equilíbrio. 
 
A força é a parte da dinâmica responsável pelo estudo do 
movimento. É uma ação capaz de modificar o estado de 
repouso ou de movimento de um determinado corpo. É 
uma grandeza vetorial e, como tal, possui módulo, direção 
e sentido. 
 
Força está diretamente ligada ao movimento dos corpos. 
Isso acontece pelo fato de aplicarmos uma força sobre 
determinado objeto para que ele se mova. O simples fato 
de empurrarmos ou puxarmos algo indica que uma força 
está sendo aplicada sobre este corpo. 
 
Apesar de força indicar movimento, existem forças que atuam em corpos sem movimento. Como as forças 
que atuam para que construções civis permaneçam firmes. 
 
Medidas de Força 
 
Para medir a intensidade da força, são usados aparelhos chamados de dinamômetros (dínamo = força; 
metro = medida). Esses aparelhos indicam o valor da força aplicada em uma de suas extremidades e 
possuem uma mola que se deforma à medida que a força é aplicada sobre ela. 
 
As unidades de medida de força comumente utilizadas são o quilograma-força (kgf) e o Newton (N). 
Podemos definir que 1 quilograma-força (1kgf) é a força com que a Terra atrai o quilograma-padrão (isto é, 
o seu peso) ao nível do mar e a 45º de latitude. 
 
A relação entre essas duas unidades é: 
 
 ESCOLA ESTADUAL CARMO GIFFONI Disciplina: Física 
 Rua do Colar, 85 - Jatobá Professora: Daniela Ribeiro 
 Belo Horizonte- MG Ensino Médio 
 
UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): Eixo Temático V: Força e Movimento – Tema 12: Equilíbrio e Movimento 
OBJETO DE CONHECIMENTO: 30. Primeira Lei de Newton. 
 33. Segunda Lei de Newton. 
HABILIDADE(S): 30.1. Compreender a 1a Lei de Newton. 
 33.1. Compreender a 2a Lei de Newton. 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/grandezas-vetoriais-escalares.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-dinamometro.htm
 
 
Ou, como pode ser encontrado em alguns livros didáticos, aproximadamente: 
 
 
 
Portanto, a força de 1N = 0,1 kgf é praticamente igual à força que a Terra exerce sobre um corpo de 100 g. 
 
Classificações da Força 
 
Há duas classificações para a grandeza vetorial “força”: 
 
a) Forças de contato: agem sobre os corpos somente na medida em que quem aplica a força está 
necessariamente em contato com os corpos. Exemplo: força normal, de tração, dentre outras. 
 
b) Forças de campo: agem sobre os corpos sendo que o corpo que exerce a força não se encontra em 
contato os outros. Exemplo: a força gravitacional, força magnética, dentre outras. 
 
 
 
Massa e Inércia 
 
Para entender força e posteriormente as Leis de Newton, é necessário definirmos duas palavras 
importantes: massa e inércia. 
 
Massa: quantidade de matéria contida num corpo. No Sistema Internacional, a sua unidade é o quilograma 
(kg). Segundo a mecânica newtoniana, ela dá a medida da inércia ou da resistência de um corpo em ter seu 
movimento acelerado. 
 
A massa dos corpos também determina quão intensa é a atração gravitacional existente entre eles. Também 
podemos entender a massa de um corpo como uma expressão da quantidade de matéria nele 
contida: prótons, nêutrons, elétrons e outras partículas menores. Apesar de existirem ainda outras diversas 
interpretações para essa grandeza física, todas elas têm-se mostrado equivalentes, mesmo nas mais 
precisas medidas realizadas em laboratório. 
 
Inércia: é a tendência de o corpo manter sua 
velocidade vetorial constante (seu movimento), 
ou seja, resistir a alterações em seu estado 
original de repouso ou movimento. Em outras 
palavras, um objeto parado sempre tende a 
permanecer parado, e um corpo em 
movimento tende a manter o movimento. Essa 
tendência natural que cada corpo tem de 
manter seu estado inicial só pode ser 
alterada pela aplicação de 
uma força externa. 
 
 
INÉRCIA: SEU CAMINHÃO TEM FREIOS, 
ESSA PEDRA MASSIVA NÃO! 
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/protons.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/protons.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrons.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca.htm
Há uma diferença entra massa e peso: peso é uma força que surge da atração gravitacional entre dois 
corpos constituídos de massa, sabendo disso, podemos calculá-lo pela multiplicação entre a massa de um 
desses corpos, medida em quilogramas, e a aceleração da gravidade local, em m/s². Enquanto a nossa 
massa permanece invariável quando nos deslocamos entre dois pontos com diferentes 
gravidades, nosso peso muda. Por exemplo: um objeto de 10 kg na Terra, onde a gravidade é de 
aproximadamente 9,8 m/s², terá um peso de 98 N, enquanto na Lua, onde a gravidade é de 1,6 m/s², o peso 
desse corpo seria de apenas 16 N. A fórmula usada para calcular a força peso é dada abaixo: 
 
 
Onde, 
P - peso (N) 
m - massa (kg) 
g - gravidade local (m/s²) 
 
Estudaremos mais a respeito dessa força na próxima aula. 
 
Leis de Newton 
 
As leis de Newton estão entre as mais importantes 
leis da Física e são usadas para determinar a 
dinâmica dos corpos. As leis de Newton 
fundamentam a base da Mecânica Clássica. São 
um conjunto de três leis capazes de explicar a 
dinâmica que envolve o movimento dos corpos. 
Essas leis foram publicadas pela primeira vez pelo 
físico inglês Isaac Newton, no ano de 1687, em 
sua obra de três volumes intitulada Princípios 
Matemáticos da Filosofia Natural. 
 
Juntas, elas são usadas para descrever 
a dinâmica dos corpos, isto é, as causas que 
podem alterar seu estado de movimento. Em 
termos simples, as leis de Newton tratam de 
situações em que os corpos permanecem ou não 
em equilíbrio. 
Força Resultante e Equilíbrio 
 
Força resultante é a soma de todas as forças presentes em um corpo. Ela pode ser igual à zero ou diferente 
de zero. 
 
É uma força única que substitui o efeito das forças originais no movimento da partícula. Dá à partícula a 
mesma aceleração que todas essas forças reais juntas, conforme descrito pela segunda Lei de Newton. 
 
 
 
A aceleração produzida sobre um corpo tem a mesma direção e sentido da força resultante sobre ele e é 
inversamente proporcional à sua massa. 
 
Equilíbrio é a situação de repouso ou de movimento uniforme e invariável de um corpo. Acontece quando a 
soma das forças que atuam sobre um corpo possui a força resultante igual à zero (não altera sua situação). 
 
 
 
Existem dois tipos de equilíbrio: 
 
 Equilíbrio estático: quando o corpo em equilíbrio está em repouso; 
 
 Equilíbrio dinâmico: quando o corpo está em movimento uniforme (velocidade constante). 
https://en.wikipedia.org/wiki/Acceleration
https://en.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_laws_of_motion
 
Primeira Lei de Newton 
 
“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 externas aplicadas sobre ele.” 
 
 
 
 
 
Também chamada de "Lei da Inércia" ou "Princípio da Inércia". Como vimos anteriormente, inércia é a 
tendência dos corpos de permanecerem em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Assim, para um 
corposair do seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme é necessário que uma força passe a 
atuar sobre ele. 
 
Portanto, se a soma vetorial das forças for nula, resultará no equilíbrio das partículas. Por outro lado, se 
houver forças resultantes, produzirá variação na sua velocidade. 
 
Quanto maior for à massa de um corpo, maior será sua inércia, ou seja, maior será sua tendência de 
permanecer em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Assim, alterar o estado de movimento de um 
corpo de massa grande requer a aplicação de uma força maior. Corpos de massa pequena têm seu 
estado de movimento alterado facilmente com a aplicação de forças menos intensas. 
 
Um exemplo dessa lei é 1uando estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente. Nos 
sentimos como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar em movimento. 
 
 
 
Segunda Lei de Newton 
 
A Segunda Lei de Newton, também conhecida como Lei da Superposição de Forças ou como Princípio 
Fundamental da Dinâmica, traduzida de sua forma original, é apresentada abaixo: 
 
Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes observamos que elas não 
produzem aceleração igual. 
 
A Força é sempre diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa, logo: 
 
 
Onde, 
F: resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N); 
m: massa do corpo a qual as forças atuam (em kg); 
a: aceleração adquirida (em m/s²). 
 
https://www.todamateria.com.br/movimento-retilineo-uniforme/
Vamos fazer alguns exemplos para entender melhor 
 
1) (UEA-AM) Sobre a superfície da Terra, onde g = 10 m/s2, um astronauta apresenta peso igual a 700 N. Em 
uma expedição à Lua, onde g = 1,6 m/s2, o peso desse astronauta será igual a: 
Resolução: 
 
A massa do astronauta pode ser determinada a partir da fórmula de força peso: 
 
O exercício nos dá a gravidade da Terra g=10 m/s2 e o peso P=700 N. Substituindo os dados para achar a 
massa: 
 
Isolando a massa: 
 
A massa total do astronauta e de seu equipamento na Terra é a mesma na Lua. A mudança de local gera 
alterações na força peso, e não no valor da massa dos corpos. Dessa forma, por meio da definição de força 
peso, podemos determinar o peso do astronauta na lua, sendo a gravidade g = 1,6 m/s2. Logo: 
 
 
2) Duas forças são aplicadas no mesmo bloco de 10 Kg na mesma direção e em sentidos diferentes. Sendo 
F1= 8 N e F2= 6N, calcule a aceleração do bloco. Qual o sentido da força resultante? 
 
Resolução: 
 
Para calcularmos a força aplicada, primeiramente calcularemos a força resultante. Como estão em sentidos 
opostos, elas deverão ser subtraídas. Logo: 
 
Com a Força resultante e a massa do bloco, podemos utilizar a fórmula da questão anterior para calcular a 
massa. Dessa forma: 
 
 
Isolando a aceleração, teremos: 
 
 
3) Deseja-se imprimir a um objeto de 4kg, inicialmente em repouso, uma velocidade de 15m/s em 3 segundos. 
Qual será a força resultante aplicada no objeto? 
Resolução: 
 
Primeiramente, precisamos encontrar a aceleração do objeto. Para isso, utilizamos a fórmula de aceleração 
média, vista algumas aulas atrás. Logo: 
 
 
Agora que já temos a massa e a aceleração, substituímos esses valores na 2° Lei de Newton. Logo: 
 
 
Agora é com você. Faça os exercícios das semanas 1 e 2 do PET- Volume 3 que estão abaixo. 
 
1) Pesquise e faca um resumo sobre a visão de Aristóteles e Galileu em relação a forca e movimento. 
 
2) Faca as conversões das unidades de medida de forca kgf (quilograma-força) e N (Newton) a seguir: 
 
a) 80 kgf para N. 
b) 0,078 kgf para N. 
c) 0,25 N para kgf. 
d) 50.000 N para kgf. 
 
3) Explique a diferença entre a massa e o peso de um corpo e descreva as principais unidades de medida de 
cada um. 
 
4) Considerando o principio de Inercia descrito pela Primeira Lei de Newton, explique como podemos 
interpretar o fato de um disco de hóquei, em um treino, deslizar sobre o gelo ate parar após percorrer grande 
parte da quadra. 
 
5) Um automóvel se desloca em uma estrada 
horizontal em movimento retilíneo uniforme. O 
motor exerce uma forca de propulsão 
F=1600N. 
 
a) Qual o valor da resultante das forças 
que atuam no automóvel? 
 
b) Qual o valor total das forças 
contrárias ao movimento do carro? 
 
 
6) Determine o seu peso, sabendo que a aceleração gravitacional que age sobre sua massa vale 9,8 m/s². 
 
7) Descreva brevemente qual a relação da massa com a inercia de um corpo. 
 
8) Um carro de formula 1, cuja massa e igual a 740 kg, acelera devido a forca transmitida pelo motor as 
rodas. Complete a tabela com as acelerações do veiculo para cada valor de forca aplicada. 
 
F (N) a (m/s²) 
4.440 6,0 
5.920 
7.400 
8.880 
 
9) Suponha um corpo de massa 10,0 kg se deslocando sobre uma superfície horizontal em que atuam duas 
forcas de mesma direção e sentidos opostos, com intensidades que correspondem a 80 N e 20 N. Determine 
o modulo da aceleração com que esse objeto se movimenta. 
 
10) Uma forca F atua em um disco de gelo-seco que desliza sobre uma superfície horizontal com velocidade 
V. A tabela abaixo apresenta alguns valores de uma forca horizontal e de aceleração. 
 
a) Construa o gráfico de F versus a. 
 
F (N) 0,10 0,30 0,50 0,80 1,0 
a ( m/s²) 0,40 0,8 1,20 1,20 1,60 
 
b) Determine a inclinação do gráfico.