Forças e Movimentos - Aula 2

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Fenômenos Físicos
Aula 2- Forças e movimentos
Prof.ª Mischelle Santos
mischelle.santos@estacio.br
Uma força é toda causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de
um corpo, ou ainda lhe causar deformações.
Conceito de Força
Uma força é toda causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de
um corpo, ou ainda lhe causar deformações.
Conceito de Força
Alterar o estado de repouso de um corpo.
Uma força é toda causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de
um corpo, ou ainda lhe causar deformações.
Conceito de Força
Alterar o estado de movimento de um corpo.
Uma força é toda causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de
um corpo, ou ainda lhe causar deformações.
Conceito de Força
Causar deformação nos corpos.
Uma força é toda causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de
um corpo, ou ainda lhe causar deformações.
Conceito de Força
Força de contato
Tipos de Forças
As Forças de Contato ocorrem quando o agente que exerce a força entra em contacto 
com o objeto sobre o qual está a exercer a força.
A Força exercida por uma 
grua quando levanta uma 
carga.
A Força exercida pelo 
ciclista nos pedais da 
bicicleta.
Força a distância
Tipos de Forças
As Forças à Distância ocorrem quando o agente que exerce a força não entra em 
contato com o objeto sobre o qual está a exercer a força.
A Força Gravitacional 
exercida pelo Planeta 
Terra.
A Força exercida por 
um ímã em objetos 
de Ferro.
Força Peso (P)
𝑃 = 𝑚. 𝑔 = 𝑘𝑔
𝑚
𝑠2
= 𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 [𝑁]
Onde:
m= massa do corpo
g= aceleração da gravidade 
Força Normal (N)
É uma força de contato e tem a característica de ser sempre perpendicular à superfície de 
contato entre os corpos.
Veja alguns exemplos:
Força e deformações em Molas
Quando uma força é aplicada sobre uma mola é possível alongá-la ou comprimi-la. Uma vez
retirada essa força, se a mola voltar ao seu comprimento natural, é considerada uma mola
elástica.
Toda mola possui uma capacidade limite de deformação, ou seja, um limite de elasticidade. Uma 
deformação x experimentada por uma mola é diretamente proporcional à força aplicada sobre 
ela. Veja um exemplo:
Resultante de Forças
Chama-se força resultante à força que por si só substitui todas as forças que atuam num
corpo. Corresponde à soma de todas as forças.
Exemplo:
Intensidade da Força Resultante 
Quando as forças tem a mesma
direção e sentido, a força resultante
tem a mesma direção e sentido e a
sua intensidade é igual a soma das
intensidades das forças que atuam.
Forças com a mesma
direção e sentido
Intensidade da Força Resultante 
Quando as forças tem a mesma
direção e sentidos contrários, a força
resultante tem a mesma direção e o
sentido da força de maior intensidade
e a sua intensidade é igual a diferença
das intensidades das forças que
atuam.
Forças com a mesma
direção e sentidos contrários
Intensidade da Força Resultante 
Quando as forças tem direção
perpendiculares, é possível calcular a
intensidade através do Teorema de
Pitágoras, umas vez que a força
resultante é a hipotenusa do triangulo
retângulo formado.
Forças com direções perpendiculares
Intensidade da Força Resultante 
Quando as forças fazem entre si um
ângulo diferente de 90°, não se pode
utilizar o Teorema de Pitágoras, mas
as operações podem ser realizadas
através da Regra do Paralelogramo.
Forças com direções quaisquer
Intensidade da Força Resultante 
Quando FR=0:
Inércia
Existe na natureza uma tendência de não se alterar o estado de
movimento de uma partícula, isto é, uma partícula em repouso tende
naturalmente a permanecer em repouso e uma partícula com velocidade
constante tende a manter a sua velocidade constante.
Essa tendência natural de tudo permanecer como está é conhecida
como inércia.
Lei de Newton
No caso da Mecânica, essa observação a respeito do
comportamento da natureza levou Newton a enunciar a
sua famosa Lei da Inércia, que diz:
"Qualquer corpo em movimento retilíneo e uniforme (ou em repouso)
tende a manter-se em movimento retilíneo e uniforme (ou em 
repouso)."
Esta é a 1ª Lei de Newton.
Lei de Newton
1ª Lei de Newton
h
tt
p
:/
/e
fi
si
ca
.if
.u
sp
.b
r/
m
ec
an
ic
a/
u
n
iv
er
si
ta
ri
o
/d
in
am
ic
a/
le
is
_N
ew
to
n
/
http://efisica.if.usp.br/mecanica/universitario/dinamica/leis_Newton/
Lei de Newton
1ª Lei de Newton
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http://efisica.if.usp.br/mecanica/universitario/dinamica/leis_Newton/
Lei de Newton
1ª Lei de Newton
http://efisica.if.usp.br/mecanica/universitario/dinamica/leis_Newton/
O exemplo mais simples, do ponto de vista da
observação da inércia dos corpos, é aquele dos
passageiros num ônibus. Quando o veículo é freado, os
passageiros tendem a manter-se no seu estado de
movimento.
http://efisica.if.usp.br/mecanica/universitario/dinamica/leis_Newton/
Lei de Newton
2ª Lei de Newton
É lei fundamental da Mecânica. A partir dela e através de métodos matemáticos,
podemos fazer previsões (velocidade e posição, por exemplo) sobre o movimento dos
corpos.
Lei de Newton
2ª Lei de Newton
Qualquer alteração da velocidade de uma partícula é
atribuída, sempre, a um agente denominado força.
Basicamente, o que produz mudanças na velocidade
são forças que agem sobre a partícula. Como a
variação de velocidade indica a existência de
aceleração, é de se esperar que haja uma relação
entre a força e a aceleração. De fato, Newton
percebeu que existe uma relação muito simples
entre força e aceleração, isto é, a força é sempre
diretamente proporcional à aceleração que ela
provoca:
Lei de Newton
2ª Lei de Newton
𝐹 = 𝑚 𝑥 𝑎
Onde:
m= massa do corpo
a= aceleração do corpo 
Lei de Newton
2ª Lei de Newton
A aceleração de um objeto depende tanto da força resultante exercida sobre ele 
quanto da sua massa. Observe as imagens abaixo:
A aceleração que um corpo adquire é
diretamente proporcional à força que
atua sobre ele e tem a mesma
direção e o mesmo sentido desta
força.
Lei de Newton
3ª Lei de Newton
Ação e Reação
Se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B (chamada de ação), A
também experimenta uma força (chamada de reação) que resulta da interação
com B.
Newton percebeu não só que isso acontece sempre mas, indo mais longe,
especificou as principais características das forças que resultam da interação
entre dois corpos. Essa questão foi objeto da sua terceira lei, cujo enunciado é:
"Para toda força que surgir num corpo como resultado da 
interação com um segundo corpo, deve surgir nesse segundo 
uma outra força, chamada de reação, cuja intensidade e direção 
são as mesmas da primeira mas cujo sentido é o oposto da 
primeira."
Lei de Newton
3ª Lei de Newton
Ação e Reação
Energia eTrabalho
Energia eTrabalho
Energia eTrabalho
Energia e 
Trabalho
Energia eTrabalho
Energia eTrabalho
Energia eTrabalho
𝑊 = 𝐹 𝑑
𝑊 = 10 𝑥 2 = 20 𝐽
Energia eTrabalho
Energia eTrabalho
Relembrando
Esse triângulo está destacado na Fig. 4. Da trigonometria sabemos que:
Esse triângulo está destacado na Fig. 4. Da trigonometria sabemos que:
Energia eTrabalho
Energia eTrabalho
Energia eTrabalho
𝑊 = 𝐹 𝑑 cos∅
𝑊 = 6 𝑥 1 𝑥 cos 60
𝑊 = 6 𝑥 1 𝑥0,5 = 3 𝐽
Energia eTrabalho
𝑊 = 𝐹 𝑑 cos∅
a)
∅=37°
W= F. d. cos 37°
W= 10 x 1 x 0,798
W= 7,98 J
F= 10N
d= 1m
Energia eTrabalho
Energia eTrabalho
Energia cinética
Energia cinética
Energia cinética
Energia cinética
Energia cinética
Energia cinética
Exemplo:
1)Energia cinética inicial= 20 J
Trabalho= 15 J
Qual o valor da energia cinética final?
2) Calcule o trabalho realizado pela partícula sabendo que a energia cinética inicial é de 12 J e a energia 
cinética final é de 20 J.
Resolução
1) 
𝐾𝑓 = 𝑊 + 𝐾𝑖
𝐾𝑓 = 15 + 20 = 35 𝐽
2)
∆𝐾 = 𝐾𝑓 − 𝐾𝑖 = 𝑊
∆𝐾 = 𝐾𝑓 − 𝐾𝑖 = 𝑊
𝑊 = 𝐾𝑓− 𝐾𝑖
𝑊 = 20 − 12 = 8 𝐽
Energia Potencial
Energia PotencialGravitacional
𝑈 𝑝 𝑜 𝑡 𝑔 𝑟 𝑎 𝑣 = 𝑚 𝑔 ℎ (Energia Potencial Gravitacional)
Energia PotencialGravitacional
Energia PotencialGravitacional
Exemplo: Uma bola é arremessada verticalmente e atinge altura máxima de 
20m do solo. Sabendo que a massa da bola é de 300g, calcule a energia 
potencial gravitacional máxima.
Energia PotencialGravitacional
Exemplo: Uma bola é arremessada verticalmente e atinge altura máxima de 
20m do solo. Sabendo que a massa da bola é de 300g, calcule a energia 
potencial gravitacional máxima.
Nesse exercício devemos ficar atento a unidade de medida da massa, pois foi dada em gramas sendo
que devemos utilizar em quilogramas. Portanto, devemos fazer a conversão de gramas para quilogramas.
m=300g –> m = 0,3kg
Energia PotencialGravitacional
Exemplo: Uma bola é arremessada verticalmente e atinge altura máxima de 
20m do solo. Sabendo que a massa da bola é de 300g, calcule a energia 
potencial gravitacional máxima.
Nesse exercício devemos ficar atento a unidade de medida da massa, pois foi dada em gramas sendo
que devemos utilizar em quilogramas. Portanto, devemos fazer a conversão de gramas para quilogramas.
m=300g –> m = 0,3kg 
Considerar: g= 9,81 m/s²
𝑈 𝑝 𝑜 𝑡 𝑔 𝑟 𝑎 𝑣 = 𝑚 𝑔 ℎ (Energia Potencial Gravitacional)
𝑈 𝑝 𝑜 𝑡 𝑔 𝑟 𝑎 𝑣 = 0,3𝑥 9,81𝑥 20
𝑈 𝑝 𝑜 𝑡 𝑔 𝑟 𝑎 𝑣 = 58,86 𝐽
Energia PotencialElástica
Energia PotencialElástica
Energia PotencialElástica
(Energia Potencial Elástica)𝑈𝑃𝑜𝑡𝑒𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 =
1
2
𝐾 𝑥2
Energia PotencialElástica
Exemplo: Calcule a energia potencial elástica de uma mola ao ser comprimida 
por 5cm. Constante elástica da mola vale 20N/m.
Energia PotencialElástica
Exemplo: Calcule a energia potencial elástica de uma mola ao ser comprimida 
por 5cm. Constante elástica da mola vale 20N/m.
Assim como no exercício anterior, vamos converter unidades de medida. No caso em questão vamos 
converter “cm” para “m” dividindo por 100.
x=5cm –> x=0,05m
Energia PotencialElástica
Exemplo: Calcule a energia potencial elástica de uma mola ao ser comprimida 
por 5cm. Constante elástica da mola vale 20N/m.
Assim como no exercício anterior, vamos converter unidades de medida. No caso em questão vamos 
converter “cm” para “m” dividindo por 100.
x=5cm –> x=0,05m
(Energia Potencial Elástica)
𝑈𝑃𝑜𝑡𝑒𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 =
1
2
𝐾 𝑥2
𝑈𝑃𝑜𝑡𝑒𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎 =
1
2
20 0,052 = 0,025 𝐽
Energia Mecânica
Energia Mecânica
Energia Mecânica
Exemplo: Uma criança abandona um objeto do alto de um apartamento de um
prédio residencial. Ao chegar ao solo a velocidade do objeto era de 72 Km/h.
Admitindo o valor da gravidade como 10 m/s2 e desprezando as forças de
resistência do ar, determine a altura do lançamento do objeto.
Energia Mecânica
Exemplo: Uma criança abandona um objeto do alto de um apartamento de um
prédio residencial. Ao chegar ao solo a velocidade do objeto era de 72 Km/h.
Admitindo o valor da gravidade como 10 m/s2 e desprezando as forças de
resistência do ar, determine a altura do lançamento do objeto.
A velocidade do objeto ao chegar ao solo não pode ser usada em Km/h mas sim em m/s.
Como o objeto foi abandonado, podemos dizer que sua velocidade inicial era nula.
Logo, transformando a velocidade e igualando as energias mecânicas inicial e final, temos: 
72 Km/h ÷ 3,6 = 20 m/s
Energia Mecânica
Exemplo: Uma criança abandona um
objeto do alto de um apartamento de um
prédio residencial. Ao chegar ao solo a
velocidade do objeto era de 72 Km/h.
Admitindo o valor da gravidade como 10
m/s2 e desprezando as forças de resistência
do ar, determine a altura do lançamento do
objeto.
E mecânica inicial = E mecânica final
Máquinas Simples
Máquinas Simples
Máquinas Simples
Máquinas Simples
Máquinas Simples
Máquinas Simples
Máquinas Simples
Máquinas Simples
Trabalho 
AV1 - Contemplará os temas abordados na disciplina até a sua realização e será assim 
composta: 
- Prova individual com valor total de 7 (sete) pontos- Data: 05/10/21 às 19h Via 
TEAMS
- Atividade acadêmica avaliativas com valor total de 3 (três) pontos. A atividade 
consiste na análise da apresentação oral, em grupo, das soluções propostas para as 
situações problema, envolvendo os conceitos de Máquinas simples, trabalho e 
energia, apresentados na Aula 5. 
- Devido ao feriado-> Trabalho sobre Máquina Simples deve ser apenas entregue a 
parte escrita, não sendo necessária a apresentação oral-> Entrega via TEAMS-> Até 
o dia da AV1- Até 05/10/2021