Leis de Newton

Paulo Victor Araújo Lopes

Introdução

• Durante séculos, o estudo do movimento e suas causas tornou-se o tema central da filosofia natural.

• Entretanto, nas épocas de Galileu e Newton foram realizados extraordinários progressos na solução dos movimentos.

Introdução

• O inglês Isaac Newton (1642-1727), nascido no natal do ano da morte de Galileu, foi o principal arquiteto da mecânica clássica.

• Ele conseguiu sintetizar as ideias de Galileu e de outros que o precederam, reunindo-as em três leis, publicadas pela primeira vez em 1686, no livro Principia Mathematica Philosophiae Naturalis.

Introdução

• Clique aqui e saiba um pouco mais sobre Newton.

Mas, antes

• O que é força?

Força

• Força é o fruto da interação entre dois corpos•

Força

Força

Efeitos da Força

• Deformação

Efeitos da Força

• Alteração da velocidade

Efeitos da Força

• Equilíbrio

Tipos de forças

• Força peso

Tipos de forças

• Força de tração

Tipos de forças

• Força elástica

Tipos de forças

• Força normal

Tipos de forças

• Força de atrito

Resultante das forças

Medidores de Força

• Dinamômetro

• Dinamômetro de tração

• Dinamômetro de compressão

Primeira lei de Newton

• Newton enunciou sua primeira lei nestas palavras:

• Todo corpo continua no estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que seja obrigado a mudá-lo por forças a ele aplicadas.

Primeira lei de Newton

• Em outras palavras, todo corpo em repouso tende a permanecer em repouso e todo corpo em movimento tende a permanecer em movimento retilíneo uniforme.

Primeira lei de Newton

• O cinto de segurança nos automóveis tem a função de proteger o passageiro da inércia de seu movimento, no caso de uma freada brusca ou colisão.

Primeira lei de Newton

• Na simulação a seguir, siga os seguintes passos:• Inicialmente alinhe todos os participantes na

corda e clique em iniciar. • Em seguida tire o participante azul (ou vermelho)

de menor força. • Assim que o movimento iniciar recoloque o

participante retirado e analise o que aconteceu.• Clique aqui para iniciar a simulação.

Exercício

• O filósofo grego Aristóteles (384 a.C.- 322 a.C.) afirmava aos seus discípulos:

• “Para manter um corpo em movimento, é necessário a ação contínua de uma força sobre ele.”

• Esta proposição é verdadeira ou falsa?

• Resolução • Falsa; se o corpo em movimento estiver livre

da ação de forças (ou a resultante das forças atuantes for nula), ele se manterá em movimento retilíneo uniforme indefinidamente, de acordo com a primeira lei de newton.

• Observe a figura a seguir.

• Sobre uma mesa horizontal lisa, uma esfera deixa de executar seu movimento circular uniforme e sai tangente à curva, após o rompimento do fio que garantia sua circulação.

• Qual o tipo de movimento que a esfera realiza após o rompimento do fio? Justifique.

• Resolução• Após estar livre da força de tração do fio, que

a obrigava a alterar a direção de sua velocidade, a esfera segue por inércia em movimento retilíneo uniforme.

Equilíbrio de uma partícula

• Um corpo livre de ação de forças, ou com resultante de forças nula conservará (por inércia) sua velocidade vetorial constante.

Situações de equilíbrio para uma partícula

• Um corpo (ponto material) apresenta variação de velocidade nula, ou seja ele não possui aceleração.

• O equilíbrio pode ser estático ou dinâmico.

Segunda lei de Newton

• A resultante das forças que agem num corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida.

• Considerando a massa do corpo constante, a força resultante e a aceleração produzida possuem intensidades diretamente proporcionais.

• Ou seja, quanto mais intensa for a força resultante, maior será a aceleração adquirida pelo corpo.

• A massa de um corpo deve ser vista como uma propriedade da matéria que indica a resistência do corpo à alteração de sua velocidade.

• A unidade de medida de massa no SI é o quilograma (kg) e a de força, o newton (N), como o produto de 1 k por 1 m/s2.

Exercício

• Um corpo de massa 5,0 kg, inicialmente em repouso, sofre a ação de uma força resultante durante 20 s e adquire uma velocidade de 30 m/s. o módulo da força resultante é:

• a. 5,0 N b. 7,5 N c. 10 N d. 12 e. 15 N

Terceira lei de Newton

• O terceira lei de Newton pode ser enunciada assim:

• Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo b, aquele receberá deste uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto à força que ele aplicou.

Observações importantes

• 01. ambas as forças do par ação e reação têm sempre a mesma natureza, sempre com mesma intensidade, mesma direção, mas sentidos contrários.

• 02. As forças de ação e reação sempre estão aplicadas em corpos distintos, de forma que jamais poderão se equilibrar. Além disso, embora nome do par possa sugerir que uma anteceda a outra, a interação é sempre simultânea.

• Exemplos:

Exercício

• Em uma avenida ocorre um choque frontal entre um caminhão de 5,0 toneladas e um carro de 1,0 tonelada. Em qual deles atua uma força mais intensa?

• Resolução• De acordo com a 3ª lei de Newton (ação e

reação), a intensidade da força é a mesma tanto no caminhão quanto no carro.