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Leis de Newton

Aplicações das Leis de Newton

 Nos capítulos anteriores vimos as leis que regulam as interações de um sistema com o meio exterior e as principais modalidades de forças que surgem nessas interações.

 Vimos, por exemplo, que um automóvel em movimento interage com o meio exterior ( ar, Terra e asfalto), através das forças de resistência do ar (), do peso (), da tração nas rodas (), da força normal ( ) e do atrito (), entre os pneus e a pista.

Apesar de sermos capazes, na maioria dos fenômenos do cotidiano, de identificarmos isoladamente as forças que agem sobre um sistema, precisamos ter em mente que a dinâmica de movimento de um corpo não depende dessas forças individualmente, mas sim da resultante (soma) de todas elas em cada instante de tempo.

Suponha que alguém lhe peça para determinar a aceleração um corpo de 2kg que está sob a ação de duas e de intensidades respectivamente iguais a 18N e 4N, como indica o esquema ao lado!

Como você resolveria esse problema?

Veja que apesar de conhecermos individualmente as forças que agem sobre o corpo, as leis da mecânica estabelecem que a dinâmica de movimento das partículas só será conhecida quando desvendarmos como essas forças agem em conjunto.

Os corpos em movimento sob a ação de forças externas, sempre serão acelerados em uma direção definida pelo vetor força resultante (), e com intensidade determinada pela expressão

= m .

Assim, para resolver esse problema, precisamos dividi-lo em duas partes:

 I-Primeiro devemos somar vetorialmente as duas forças e , para obter a força resultante ();


II-Em seguida devemos aplicar a 2ª lei de Newton para determinarmos a aceleração do corpo.

1º Passo

Determinação da Força Resultante

Do que aprendemos do capítulo de analise vetorial, sabemos que:

O vetor soma () de dois vetores e que possuem a mesma direção e sentidos opostos, é aquele que possui módulo igual à diferença entre eles, mesma direção e sentido igual ao do maior.

= +
F = 18 - 4


F = 14N

2º Passo

Cálculo da Aceleração

 Uma vez conhecida a direção e sentido de aceleração do corpo, que é a mesma da força resultante, resta agora calcular sua intensidade, usando a 2ª lei de Newton:

= m .

= / m
a = 14 / 2
a = 7m/s2

Veja que a solução de um simples problema como este, envolvendo um corpo sob ação de duas forças paralelas, precisou ser dividido em duas etapas.

Conclusão

A conclusão que podemos chegar com esse simples exercício, é a seguinte:

Para conhecermos a dinâmica de movimento de um corpo devemos dividir o problema em etapas.

Para nosso conforto, algumas dessas etapas são comuns à grande maioria dos problemas de mecânica.

Vejamos algumas dessas etapas e sua aplicação em uma série de problema mais complexos.

Fonte: www.cleber_sm.oi.com.br

Leis de Newton

Princípio da Inércia ou Primeira Lei de Newton

"Todo corpo permanece em seu estado de repouso, ou de movimento
uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças impressas nele"

Esse princípio indica que a velocidade vetorial de um ponto material, não varia. Se o ponto estiver em repouso permanece em repouso e, se estiver em movimento, permanece com velocidade constante realizando movmento retilínio e uniforme. Na prática não é possível obter um ponto material livre da ação de forças. No entanto, se o ponto material estiver sujeito a nenhuma força que atue sobre ele, ele estará em repouso ou descreverá movimento retilínio e uniforme. A existência de forças, não equilibradas, produz variação da velocidade do ponto material.

A tendência que um corpo possui de permanecer em repouso ou em movimento retilínio e uniforme, quando livre da ação de forças ou sujeito a forças cuja resultante é nula, é interpretada como uma propriedade que os corpos possuem denominada Inércia.

Quando maior a massa de um corpo maior a sua inércia, isto é, maior é sua tendência de permanecer em repouso ou em movimento retilínio e uniforme.Portanto, a massa é a constante característica do corpo que mede a sua inércia.

Um corpo em repouso tende, por sua inércia, a permanecer em repouso. Um corpo em movimento tende, por sua inércia, a manter constante sua velocidade.

Exemplo

Um foguete no espaço pode se movimentar sem o auxilio dos propulsores apenas por Inércia.

Quando os propulsores do foguete são desligados ele continua seu movimento em linha reta e com velocidade constante.

A Força ou a Segunda Lei de Newton

"A mudança do movimento é proporcional à força motriz
impressa e se faz segundo a linha reta pela qual se imprime essa força"

Força , em física, qualquer ação ou influência que modifica o estado de repouso ou de movimento de um corpo. A força é um vetor, o que significa que tem módulo, direção e sentido. Quando várias forças atuam sobre um corpo, elas se somam vetorialmente, para dar lugar a uma força total ou resultante. No Sistema Internacional de unidades, a força é medida em newtons.

Um newton (N) é a força que proporciona a um objeto de 100g de massa uma aceleração de 1m/s²

Exemplo

Os carros podem aumentar e diminuir suas velocidades graças ação de forças aplicadas pelo motor e pelo freio respectivamente.

Princípio da Ação e Reação ou Terceira Lei de Newton

"A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja,
as ações de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e se dirigem a partes contrárias "

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 principio da ação e reação, proposto por Newton, como veremos a seguir:

Toda vez que um corpo A exerce uma força Fa em um corpo B, este também exerce em A uma força Fb.

Tal que estas forças:

Têm mesma intensidade
Têm mesma direção
Têm sentidos opostos
Têm a mesma natureza

As chamadas forças de ação e reação não se equilibram, pois estão aplicadas em corpos diferentes.

Exemplo

Para se deslocar, o nadador empurra a água para trás, e, esta por sua vez, o empurra para frente. Note que as forças do par ação e reação tem as características apresentadas anteriormente.

Fonte: www.coladaweb.com

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