Mecânica Newtoniana (Física I)

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1 Tec. Processos Metalúrgicos 2013/1

2 Funcionamento da ciência O método científico:

3 Funcionamento da ciência O método científico:

4 Funcionamento da ciência A Física clássica:

5 Funcionamento da ciência A Física clássica:

6 Mecânica Newtoniana Física que está ao alcance da nossa percepção fisiológica.

7 Mecânica Newtoniana Física que está ao alcance da nossa percepção fisiológica. Bastante precisa para baixas velocidades (v c) e escalas até o sistema solar.

8 Mecânica Newtoniana Física que está ao alcance da nossa percepção fisiológica. Bastante precisa para baixas velocidades (v c) e escalas até o sistema solar. Publicada em 1687, por Isaac Newton no Principia Mathematica : (online: )

9 Mecânica Newtoniana Algumas definições: Interação: é o que modifica o movimento de um corpo. (Ex: Jogador chuta uma bola Interação entre a bola e o jogador)

10 Mecânica Newtoniana Algumas definições: Interação: é o que modifica o movimento de um corpo. (Ex: Jogador chuta uma bola Interação entre a bola e o jogador) Partícula livre: partícula que não está sujeita à interações.

11 Mecânica Newtoniana Algumas definições: Interação: é o que modifica o movimento de um corpo. (Ex: Jogador chuta uma bola Interação entre a bola e o jogador) Partícula livre: partícula que não está sujeita à interações. Dinâmica: estudo das causas do movimento de uma dada partícula, corpo rígido ou sistema de partículas.

12 As leis de Newton A primeira lei de Newton: Uma partícula livre sempre se move com velocidade constante quando observada segundo um referencial inercial. Todo corpo permanece em estado de repouso ou de movimento uniforme, em linha reta, a menos que seja obrigado a mudá-lo por forças aplicadas a ele. Existem sistemas de referância, ditos inerciais, em relação aos quais toda partícula isolada descreve um movimento retiĺıneo uniforme.

13 As leis de Newton Definição de momento linear : O momento linear p (ou quantidade de movimento) é definido como o produto da massa de um corpo por sua velocidade: p = m v O momento linear fornece uma medida da lei da inércia. Por exemplo, seja um caminhão e um carro com velocidade v = 20m/s. Qual deles tem uma maior tendência a manter seu estado de movimento? Exercício: qual a unidade de momento linear no SI?

14 As leis de Newton A segunda lei de Newton: Força é definida como a taxa de variação temporal do momento linear de uma partícula: F = d p dt

15 As leis de Newton A segunda lei de Newton: Força é definida como a taxa de variação temporal do momento linear de uma partícula: F = d p dt Usando a definição de momento: F = d dm d v (m v) = v + m dt dt dt = dm v + m a dt

16 As leis de Newton A segunda lei de Newton: Força é definida como a taxa de variação temporal do momento linear de uma partícula: F = d p dt Usando a definição de momento: F = d dm d v (m v) = v + m dt dt dt = dm v + m a dt Se a massa é constante, a derivada de m é zero: F = m a

17 As leis de Newton A terceira lei de Newton: Quando duas partículas interagem, a força sobre uma partícula é igual em módulo, e de sentido contrário, à força sobre a outra: F 1 = F 2

18 As leis de Newton Unidades de força: SI: Newton (1N = Kgm/s 2 ) 1kgf 9, 807N 1lbf 4, 448N

19 As leis de Newton Algumas forças especiais: Peso ( P): é o módulo da força necessária para impedir que um corpo caia livremente. Sempre direcionada ao centro da Terra. Normal ( N): Se um objeto está sobre um piso, o último se deforma (mesmo que imperceptivelmente) e empurra o objeto para cima. É sempre ortogonal à superfície. Atrito ( f at ): Força de resistência ao movimento. Paralela à superfície e de sentido contrário ao movimento. Tração ( T ): Quando uma corda é presa a um corpo e esticada, a mesma aplica ao corpo uma força T orientada ao longo da corda. A tensão da corda é o módulo da força exercida pelo corpo.

20 As leis de Newton - Aplicações

21 As leis de Newton - Aplicações 2) Um automóvel cuja massa é Kg sobe uma avenida com 20 de inclinação. Determine a força que o motor deve exercer para que o carro se mova (a) com movimento uniforme, (b) com aceleração de 0, 2m/s 2. Determine também, para cada caso, a força que a pista exerce no automóvel.

22 As leis de Newton - Aplicações 3) Uma partícula de massa igual a 10Kg, sujeita a uma força F = (120t + 40)N, move-se em linha reta. No instante t = 0 a partícula está em x 0 = 5m, com velocidade v 0 = 6m/s. Achar sua velocidade e posição em qualquer instante de tempo t.

23 As leis de Newton - Aplicações 4)

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