Leis de Newton. Física Professora Cristiane

Transcrição

1 Leis de Newton Física Professora Cristiane

2 Afinal, quem é este Newton?? Sir Isaac Newton

3 Contribuições de Newton 1- Desenvolvimento em série da potência de um binômio, ensinado atualmente nas escolas com o nome de binômio de Newton. 2- Criação e desenvolvimento das bases do Cálculo Diferencial e do Cálculo Integral, uma poderosa ferramenta para o estudo dos fenômenos físicos, que ele próprio utilizou pela primeira vez. 3- Estudo de alguns fenômenos óticos, que culminaram com a elaboração de uma teoria sobre as cores dos corpos. 4- Concepção das leis do movimento, lançando, assim, as bases da Mecânica. 5- Desenvolvimento das primeiras idéias relativas à Gravitação Universal ( )

4 Desenvolvimento das Leis de Newton If I have seen further than others it was by standing upon the shoulders of Giants Se vi mais longe do que os outros foi por estar sobre os ombros de gigantes

5 Primeira Lei de Newton

6 Força... Força: O que provoca um movimento O que causa variação em um movimento.

7 Força... Aristóteles Um corpo só permanece em movimento se estiver atuando sobre ele uma força. Galileu Newton Na ausência de forças, um corpo em repouso continua em repouso, e um corpo em movimento, continua em movimento retilíneo uniforme (MRU)

8 Força... Primeira lei de Newton: Na ausência de forças, um corpo em repouso continua em repouso, e um corpo em movimento, continua em movimento retilíneo uniforme (MRU)

9 Força... Primeira lei de Newton: Na ausência de forças, um corpo em repouso continua em repouso, e um corpo em movimento, continua em movimento retilíneo uniforme (MRU)

10 Segunda Lei de Newton

11 Segunda Lei de Newton F = Força (vetor) m = massa (escalar) a = aceleração (vetor) Todos os dias observamos vários tipos de movimento. São carros acelerando, objetos caindo, pessoas andando, a todo o momento observamos estes movimentos que se alteram a cada instante. Estas alterações no movimento são determinadas pela força resultante e pela massa dos corpos. A aceleração é o que determina se o carro vai parar ou vai ganhar velocidade. A segunda lei de Newton relaciona as grandezas que podem alterar um movimento.

12 E quando existem várias forças atuando em um objeto? F r = F 1 + F 2 F r = - F 1 + F 2

13 Unidades de Força (F=m.a) Newton [N] (Sistema Internacional) 1 [kg]. 1 [m/s²] = 1 [kg.m/s²] = 1 [N] Quilograma-força [kgf] 1 [kg]. 9,8 [m/s²] = 9,8 [kg.m/s²] = 1 [kgf] 1 [kg]. 9,8 [m/s²] = 9,8 [N] = 1 [kgf]

14 Unidades de Força (F=m.a) Unidades de Força - Sistema Inglês onça-força (ozf) libra força (lbf) poundal (pdl) = 1 lb ft/s² Unidades de Força - Sistema Métrico = N = N = N milinewton (mn) = newton (N) newton (N) = 1 kg m/s² = 1 kg m/s² (SI unit) quilonewton (kn) = 1000 newtons (N) dina (dyn) = 1 g cm/s² = 10.0 µn quilograma-força (kgf) = N = N

15 Medida de força Chama-se dinamômetro todo aparelho graduado de forma a indicar a intensidade da força aplicada em um dos seus extremos. Internamente, a maioria dos dinamômetros são dotados de uma mola que se esticam à medida que se aplica a ele uma força, conforme as figuras.

16 Massa X Peso Na linguagem cotidiana é comum alguém dizer que está pesando 60 kg para designar a massa de seu corpo. Na física não podemos cometer tal equívoco, pois peso e massa são grandezas distintas. O peso como veremos abaixo é um tipo de força, e a massa é uma característica dos corpos. A força com a qual os astros atraem os corpos é denominada de peso ou força peso. Podemos considerar que o peso de um corpo é a atração que a Terra exerce sobre ele. Ao se abandonar um corpo nas proximidades do solo o mesmo cai sofrendo uma variação em sua velocidade, o corpo em questão fica sujeito a uma força atrativa, pois a Terra interage com o mesmo. A direção de atração dessa força é radial, ou seja, está apontada para o centro da terra. Como a velocidade do corpo sofre variações surge o que chamamos de aceleração da gravidade que representamos pelo vetor (g); vale salientar que (g) é orientado de modo igual ao peso e é também radial (para o centro do planeta).

17 Variação da força peso na Terra O peso de um corpo sofre pequenas variações ao longo da superfície do planeta, sendo a rigor dependente da posição que o mesmo ocupa no globo. Aumenta do equador aos pólos. Os principais motivos são: formato de geoide o qual o planeta apresenta-se, sendo ligeiramente achatado nos pólos e dilatado no equador, implicando menor distância R do objeto ao centro da Terra Diminui quando a altitude do lugar aumenta, visto que R (distância ao centro de massa terrestre) aumenta.

18 Variação da força peso nos outros planetas Devido às diferentes massas e raios dos planetas do sistema solar, o peso de um mesmo objeto de massa m quando próximo às suas superfícies será diferente para cada um deles. Seguese uma tabela contendo o valor aproximado da aceleração gravitacional na superfície de cada um destes corpos celestes: Corpo celeste Massa do corpo celeste em relação à Terra m/s² Sol 27,90 274,1 Mercúrio 0,3770 3,703 Vênus 0,9032 8,872 Terra 1 9,8226 Lua 0,1655 1,625 Marte 0,3895 3,728 Júpiter 2,640 25,93 Saturno 1,139 11,19 Urano 0,917 9,01 Netuno 1,148 11,28

19 Terceira Lei de Newton

20 Enunciado da Terceira Lei A Terceira lei de Newton, ou Princípio da Ação e Reação, diz que a força representa a interação física entre dois corpos distintos ou partes distintas de um corpo. Se um corpo A exerce uma força em um corpo B, o corpo B simultaneamente exerce uma força de mesma magnitude no corpo A - ambas as forças possuindo mesma direção, contudo sentidos contrários.

21 Exemplos da terceira Lei Como mostrado no esquema a baixo, as forças que os esquiadores fazem um no outro são iguais em magnitude, mas agem em sentidos opostos. Repare que, embora as forças sejam iguais, as acelerações e ambos não o são necessariamente: quanto menor a massa do esquiador maior será sua aceleração.

22 Exemplos da terceira Lei