FÍSICA - I. Objetivos. Pensamento... Força e Movimento I. Trabalhar FORÇAS como grandezas vetoriais. Enunciar as três Leis de Newton.

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1 FÍSICA - I Força e Movimento I Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio Objetivos Trabalhar FORÇAS como grandezas vetoriais. Enunciar as três Leis de Newton. Aplicar as três Leis de Newton em problemas envolvendo pontos materiais. Relacionar o conceito de força com o movimento de pontos materiais. Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 2 Pensamento... "Quem investiga as causas primeiras, costuma chegar num impasse que só pode ser entendido pela existência de um Ser Divino, supra-sensível, que não é causado por nada, que é a causa de si mesmo." Aristóteles Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 3

2 Introdução Filósofos da Antiguidade Todos os movimentos necessitam de uma causa? Qual é a natureza dessa causa? Mecânica Clássica Mecânica relativística Mecânica Quântica. Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 4 Força Provoca aceleração de um corpo. Unidade de força no SI = Newton (N) Provoca uma aceleração de 1m/s² em um corpo de 1kg. Grandeza Vetorial. Lei da Inércia Um corpo em repouso permanece em repouso a menos que sobre ele atue uma força externa. Um objeto em movimento desloca-se com velocidade constante, a menos que sobre ele atue uma força externa. Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 6

3 Exemplo 01 Carro freando Você está conduzindo um carro e está firmemente preso ao cinto de segurança. Quando o freio é acionado, um livro que está no banco do carona começa a deslizar para a frente. Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 7 Exemplo 02 Avião em turbulência Você está firmemente preso ao cinto de segurança em um avião. De repente ocorre uma turbulência. O avião repentinamente tem sua altitude reduzida de 1m. Um copo na sua mesa parece saltar no ar um metro, sem que nenhuma força aparente esteja atuando. Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 8 Comentários Uma pessoa que estivesse fora dos veículos do exemplo 1 e 2, teria uma visão diferente da sua. Cada observador define um sistema de referência próprio. As leis da mecânica são válidas para sistemas de referência inerciais. Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 9

4 Sistema de Referência Inercial 1. Um corpo de teste é colocado em repouso num sistema. 2. Garantimos que nenhuma força atua sobre ele e O corpo se mantém em repouso. Logo... O sistema examinado é um SISTEMA INERCIAL. Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 10 Sistema de Referência Inercial Conceito Se não existem forças atuantes sobre um corpo, qualquer referencial em relação ao qual a aceleração do corpo permanece nula é um referencial inercial. Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 11 Discussão... O sistema do carro em movimento no EXEMPLO 01 é um sistema inercial? Por que? Um observador no ponto de ônibus na beira da estrada vendo o seu carro passar, constitui um sistema de referência inercial? Por que? Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 12

5 Lei da Inércia - reformulação Se a força resultante que atua sobre um corpo é nula, então é possível encontrar um conjunto de sistemas de referência nos quais este corpo não possui aceleração. Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 13 Princípio de Superposição de Forças Podemos calcular uma força resultante de um conjunto de forças que atuam sobre um corpo. Uma única força que tem o módulo, direção e sentido da força resultante, tem o mesmo efeito que todas as forças individuais atuando conjuntamente. Exemplo 03 Equilíbrio de Forças Enunciado Alex, Beatriz e Carlos fazem um cabo de guerra, puxando horizontalmente um pneu de automóvel. O pneu permanece estacionário apesar das três forças. Alex 137º Carlos Beatriz Alex puxa com força de 220 N, e Carlos puxa com força de 170 N. O Sentido da força de Carlos não é dada. Qual é o módulo da força de Beatriz? Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 15

6 EXERCÍCIO EM CLASSE 01 Objetivos: Trabalhar forças como grandezas vetoriais. Estabelecer a noção de equilíbrio de forças. Tempo de realização: 10 minutos Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 16 Referências RESNICK, R.; HALLIDAY, D.; WALKER, J. Física 1. 7ª. Ed. Rio de Janeiro: LTC, RESNICK, R.; HALLIDAY, D.; KRANE, K. S. Física 1. 5ª. Ed. Rio de Janeiro: LTC, TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para Cientistas e Engenheiros, v. 1: mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica. 5ª. Ed. Rio de Janeiro: LTC, Física I - Prof. M.Sc. Lúcio P. Patrocínio 17