Aula 13 e 14. Leis de Newton e Energia

Transcrição

1 Aula 13 e 14 Leis de Newton e Energia

2 Revisão Estudo dos Movimentos

3 Princípio da Independência dos Movimentos (Galileu) O movimento da bola é um movimento bidimensional, sendo realizado nas direções horizontal (X) e vertical (Y); este movimento é composto de dois tipos movimentos: - movimento uniforme na direção horizontal (X) -movimento uniformemente variado na direção vertical (Y)

4 Revisão: Lançamento

5 Princípio da Independência dos Movimentos (Galileu) "Quando um móvel realiza um movimento composto cada um dos movimentos componentes se realiza como se os demais não existissem." No nosso caso este princípio se aplica, porque o movimento na direção horizontal se realiza uniformemente, independente do movimento na vertical que é uniformemente variado.

6 Um projétil é lançado do solo numa direção que forma um ângulo com a horizontal. Sabe-se que ele atinge uma altura máxima h máx =15m e que sua velocidade no ponto de altura máxima é v=10m/s. Determine a sua velocidade inicial e o ângulo de lançamento. Adote g=10m/s2.

7

8 Lançamento Horizontal

9

10 Resumo A projeção horizontal (x) do móvel descreve um Movimento Uniforme. O vetor velocidade no eixo x se mantém constante, sem alterar a direção, sentido e o módulo. A projeção vertical (y) do móvel descreve um movimento uniformemente variado. O vetor velocidade no eixo y mantém a direção e o sentido porém o módulo aumenta a medida que se aproxima do solo.

11 Leis de Newton

12

13

14

15

16

17

18

19

20 3ª Lei: Ação e Reação Newton enunciou que: "Quando um corpo exerce uma força num segundo corpo, este último reagirá sobre o primeiro com uma força de mesma intensidade e sentido contrário".

21

22

23 Importante: Ao aplicarmos a terceira lei de Newton, não podemos esquecer que as forças de ação e reação: a) estão associadas a uma única interação, ou seja, correspondem às forças trocadas entre apenas dois corpos; b) têm sempre a mesma natureza (ambas de contato ou ambas de campo), logo, possuem o mesmo nome (o nome da interação); c) atuam sempre em corpos diferentes, logo, não se equilibram.

24 Exemplo A figura a seguir mostra um bloco (o bloco deslizante) de massa M = 3,3kg. Ele se move livremente sem atrito, sobre uma fina camada de ar na superfície horizontal de uma mesa. O bloco deslizante está preso a uma corda que passa em volta de uma polia de massa e atritos desprezíveis e tem, na outra extremidade, um segundo bloco (o bloco suspenso) de massa m = 2,1kg. O bloco suspenso, ao cair, acelera o bloco deslizante para a direita.

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41 Energia Energia é um conceito muito abrangente e, por isso mesmo, muito abstrato e difícil de ser definido com poucas palavras de um modo preciso. Usando apenas a experiência do nosso cotidiano, poderíamos conceituar energia como "algo que é capaz de originar mudanças no mundo". A queda de uma folha. A correnteza de um rio. A rachadura em uma parede. O vôo de um inseto. A remoção de uma colina. A construção de uma represa. Em todos esses casos, e em uma infinidade de outros que você pode imaginar, a interveniência da energia é um requisito comum.

42 Energia Mecânica A palavra energia faz parte do nosso cotidiano. Ouvimos falar muito sobre produção e consumo de energia; as metas de desenvolvimento de uma nação quase sempre estão relacionadas com sua capacidade de produção e de consumo de energia. Falamos muito de energia nuclear, energia solar, energia dos alimentos, energia elétrica e tantas outras formas de energia. Energia e trabalho têm a mesma unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades de Medidas, o joule ( J ).

43 Energia Mecânica A energia mecânica é aquela energia devida a corpos em movimento ( energia cinética ) e / ou armazenada em sistemas físicos ( energia potencial ).

44 Energia Cinética Para que um corpo esteja em movimento em relação a um dado referencial é preciso que haja uma forma de energia denominada energia cinética. Sua intensidade é proporcional a massa do corpo e a sua velocidade desenvolvida.

45 Em física, trabalho é uma medida da energia transferida pela aplicação de uma força ao longo de um deslocamento Se uma força F é aplicada a um corpo que realiza um deslocamento d, o trabalho realizado pela força é uma grandeza escalar de valor:

46

47 Portanto há duas condições para que uma força realize trabalho: i) Que haja deslocamento ii) Que haja força ou componente da força na direção do deslocamento.

48 Exemplo: O trabalho realizado por uma força de 500 N sobre um bloco, que atua na direção do deslocamento, para deslocar o bloco a uma distância de 10 m, é: T = F d = 500 (N) 10 (m) = 5000 J.

49 E quando a força não atua na direção do deslocamento? Neste caso projetamos a força na direção do deslocamento e determinamos a sua componente e a expressão para calcular o trabalho será

50 Teorema da Energia Cinética " O trabalho de uma força resultante é medido pela variação da energia cinética ". -

51 Exemplo: Qual o trabalho realizado pela força resultante sobre o carro da figura em 3,0 s, considerando que o carro tem uma massa de 500,0 kg?

52

53 Energia Potencial É a que tem um corpo que, em virtude de sua posição ou estado, é capaz de realizar trabalho. Podemos classificar a energia potencial em:

54 Energia Potencial Gravitacional

55 Energia Potencial Elástica

56 Conservação da Energia Mecânica

57 Uma esfera de massa 5 kg é abandonada de uma altura de 45m num local onde g = 10 m/s2. Calcular a velocidade do corpo ao atingir o solo. Despreze os efeitos do ar.

58

59 Exercício 1) O corpo de 2 kg representado na figura abaixo escorrega pela superfície curva sem atrito, partindo do repouso de uma altura de 3m. O corpo escorrega depois m sobre uma superfície horizontal, lisa, até ficar em repouso. Qual é a velocidade do corpo à distância de 9m do fim da curva.

60

61 Fim da Aula