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vanessa.borges@estudante.ufcg.edu.br LEIS DE NEWTON E ALGUMAS FORÇAS ESPECIAIS 1ª lei de Newton ou princípio da inércia Os corpos tendem a permanecer em repouso, ou em movimento retilíneo uniforme, a não ser que forças atuem sobre eles. • Medida da inércia A massa de um corpo é uma medida de sua inércia. A massa é uma grandeza escalar, cuja unidade de medida no Sistema Internacional (SI) é o quilograma (kg). No SI, a unidade de medida de força é o Newton (N). Por definição, 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. 2ª lei de Newton ou princípio fundamental da mecânica 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. Essa afirmação se traduz na equação: 𝐹𝑅⃗⃗⃗⃗ = 𝑚 ∙ 𝑎 𝑅 A força resultante tem mesma direção e sentido da aceleração resultante. Se a força resultante sobre um corpo for nula, não significa necessariamente que o corpo esteja em repouso, pois ele pode estar em movimento retilíneo uni forme, uma vez que nesse movimento a aceleração resultante também é nula. 3ª lei de Newton ou princípio de ação e reação Toda ação (força) exercida em um corpo como resulta do da interação com outro corpo, provoca neste uma força, chamada reação, de mesma intensidade e direção, mas de sentido oposto. • Tipos de interação: ▪ As interações de contato: Ocorrem quando empurramos uma caixa, chutamos uma bola etc. Há troca de forças em decorrência do contato entre os corpos. ▪ Interações de campo: Elas acontecem independentemente da existência do contato entre os corpos, como quando um ímã atrai um pedaço de metal que está próximo dele. Cinco forças em destaque na mecânica • Peso (�⃗� ) É a 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 �⃗� e a aceleração da gravidade 𝑔 ) apresentam mesma direção e mesmo sentido. O módulo da força peso é expresso pela segunda lei de Newton: 𝑃 = 𝑚 ∙ 𝑔 em que g é o módulo da aceleração da gravidade que atua nos corpos em que da livre. • Reação normal do apoio (�⃗⃗� ) É a força que surge quando um corpo se encontra sobre determinada superfície de apoio. • Tensão ou tração em fios (�⃗� ) É a força que surge quando dois ou mais corpos estão ligados por um fio de tensão que intermedeia a interação entre os corpos. 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. • Força elástica (𝐹𝑒𝑙⃗⃗⃗⃗ ⃗) Aparece quando comprimimos ou distendemos uma mola. O módulo da força elástica Força elástica (𝐹𝑒𝑙⃗⃗⃗⃗ ⃗) é diretamente proporcional à deformação provocada na mola. 𝐹𝑒𝑙⃗⃗⃗⃗ ⃗ = 𝑘 ∙ 𝑥 A constante de proporcionalidade 𝑘, denominada constante elástica da mola, representa uma característica da mola, medida em 𝑁/𝑚. • Força de atrito (𝐹𝑎𝑡⃗⃗ ⃗⃗ ⃗) Se opõem ao movimento do corpo ou dos objetos, tentando impedi-lo. ▪ Força de Atrito Estático: é a força que surge pelo atrito entre superfícies, quando estão paradas e queremos iniciar um movimento. 𝐹𝑒𝑙𝑒 = 𝜇𝑒 ∙ 𝑁 ▪ Força de Atrito Cinético: é a força que surge pelo atrito causado entre as superfícies, sendo uma delas já estava em movimento. 𝐹𝑎𝑡𝑐 = 𝜇𝑐 ∙ 𝑁
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