UNIDADE III Energia: Conservação e transformação. Aula 10.2 Conteúdo:

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2 UNIDADE III Energia: Conservação e transformação. Aula 10.2 Conteúdo: Estudo das forças: aplicação da leis de Newton.

3 Habilidades: Utilizar as leis de Newton para resolver situações problemas.

4 REVISÃO Aprendemos anteriormente que existem leis físicas que regem os movimentos e as forças que causam esses movimentos. A essa coleção de leis chamamos: Leis de Newton.

5 Nesta aula continuaremos falando das leis de Newton dando um significado a cada uma delas e exemplificando com situações reais a sua existência.

6 Primeira Lei de Newton: (princípio da inércia). Tendência que os corpos possuem em permanecer em seu estado natural, repouso ou movimento retilíneo e uniforme.

7 Em resumo, na ausência de forças: Um corpo ou objeto parado, em razão de sua inércia, tende a permanecer em repouso; Uma vez iniciado o movimento, a tendência do corpo é permanecer em movimento retilíneo e uniforme.

8 Primeira lei de Newton - Lei da Inércia

9 Exemplo 01: Uma bola encontra-se em repouso num plano horizontal perfeitamente liso. Num determinado instante t uma força horizontal de módulo constante 0 é aplicada ao objeto. Sob ação dessa força a bola é acelerada e, num instante posterior t, quando a velocidade do objeto é v, a força é retirada. Após o instante t, a bola:

10 a) Para imediatamente; b) Adquire movimento acelerado; c) Prossegue em movimento retilíneo uniforme com velocidade v.

11 Lei da Inércia

12 Solução: Estando inicialmente em repouso, a bola só entra em movimento quando uma força atua sobre ela. Uma força constante produz uma aceleração constante. A partir do momento em que a força deixa de atuar, a bola, segundo a 1ª lei de Newton, tem a tendência de continuar em movimento com a mesma velocidade. Resposta C.

13 Exemplo 02: Enuncie a lei da física à qual o herói da tirinha se refere. Odeio aprender física no ônibus! SCRÉÉ IIIIIINN Principalmente inércia!

14 Solução: 1ª lei de Newton ou lei da inércia: Todo corpo em repouso ou em Movimento retilíneo e uniforme tem a tendência natural de continuar em seu estado inicial a menos que uma força externa atue sobre ele.

15 Segunda Lei de Newton: (princípio fundamental da dinâmica). A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida. Essa relação pode ser descrita com a equação: Fr = m. a Sendo: Fr Força resultante; m massa; a aceleração.

16 De acordo com essa Lei, para que se mude o estado de movimento de um objeto, é necessário exercer uma força sobre ele que dependerá da massa que ele possui. A aceleração, que é definida como a variação da velocidade com o tempo, terá o mesmo sentido da força aplicada, conforme mostra a figura abaixo: F = 2N 1 kg F = 2N 2 kg F = 2N a= 2 m/s 2 0,5 kg F = 2N a= 1 m/s 2 4 kg a= 4 m/s 2 a= 0,5 m/s 2

17 Segunda lei de Newton - O princípio fundamental da dinâmica.

18 Exemplo 03: Nas figuras abaixo, representamos as forças que agem nos blocos (todos de massa igual a 2,0 kg). Determine, em cada caso, o módulo da aceleração que esses blocos adquirem.

19 Neste caso a força F1 representa a força resultante Fr que atua sobre o corpo e esta produz a aceleração a=2,0 m/s 2.

20 Exemplo 03: Neste caso a força resultante é a soma das forças F 1 e F 2, portanto sua aceleração é a=3,5 m/s 2.

21 Neste caso a força resultante é a diferença entre a força F 1 e F 2.

22 Terceira lei de Newton: (lei da ação e reação). Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo B, receberá deste uma força de mesma intensidade, mesma direção e de sentido contrário. A F A-B F B-A B Assim, F A-B = F B-A.

23 As forças de ação e reação possuem as seguintes características:

24 As forças de ação e reação possuem as seguintes características: Possuem a mesma natureza, ou seja, são ambas de contato ou de campo;

25 As forças de ação e reação possuem as seguintes características: Possuem a mesma natureza, ou seja, são ambas de contato ou de campo; São forças trocadas entre dois corpos;

26 As forças de ação e reação possuem as seguintes características: Possuem a mesma natureza, ou seja, são ambas de contato ou de campo; São forças trocadas entre dois corpos; Não se equilibram e não se anulam, pois estão aplicadas em corpos diferentes.

27 A terceira lei é muito comum no cotidiano. O ato de caminhar e o lançamento de um foguete são exemplos da aplicação dessa lei. Ao caminharmos somos direcionados para frente graças à força que nossos pés aplicam sobre o chão.

28 Terceira lei de Newton - lei da Ação e Reação.

29 Exemplo 04: Dois blocos A e B, de massas respectivamente iguais a 2 kg e 3 kg, estão apoiados numa superfície horizontal perfeitamente lisa. Uma força horizontal F, de intensidade constante F= 10 N, é aplicada ao bloco A.

30 Determine: a) A aceleração adquirida pelo bloco; b) A intensidade da força que A aplica em B.

31 Solução do item A: Para aplicarmos a equação fundamental da Dinâmica F = m. a, devemos analisar as forças que agem em r cada bloco.

32 Em cada bloco, o peso P e a força normal FN anulamse; por isso vamos considerar apenas as forças horizontais, pois a força F que age sobre o bloco A é horizontal.

33 Solução do item A: Em A existe a força externa de intensidade F, cuja reação está no agente externo que a produziu, e a força de reação de intensidade f correspondente à sua ação de contato em B.

34 Solução do item A: Em B existe horizontalmente apenas a força de intensidade f, ação de A em B. A intensidade da resultante das forças em A é F f, pois F tem o mesmo sentido da aceleração a, enquanto f se opõe. Em B a resultante é apenas f.

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36 Solução do item B: A intensidade f da força de A em B pode ser obtida por qualquer uma das equações (1) ou (2) anteriores. Em (2) temos: f = m B.a f = 3.2 f=6 N

37 1. Complete as frases abaixo, usando o banco de palavras a seguir: Banco de palavras: forças; inércia; movimento; força; aceleração; proporcional; massa; inversamente. a) A Primeira Lei de Newton, também conhecida como Lei da, afirma que: Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de uniforme em uma linha reta, a menos que ele seja forçado a mudar aquele estado por imprimidas a ele.

38 b) A Segunda Lei de Newton afirma que: a de um objeto é diretamente a resultante que age sobre o objeto e proporcional à sua.

39 2. Determine o valor da aceleração imposta a um corpo de massa 4 kg por uma força de 16 N.

40 Solução: 1) a) Inércia; movimento; forças. b) Aceleração; proporcional; força; inversamente; massa. 2) Fr=m a 16=4 a a= 16 4 a=4 m s2

41 RESUMO DA As Leis de Newton. LEIS DE NEWTON 1 ª Lei de Newton Lei da inércia 2 ª Lei de Newton Lei da dinâmica 2 ª Lei de Newton Lei da ação e reação

42 RESUMO DA As Leis de Newton... QUER DIZER ENTÃO QUE MASSA SE TRANSFORMA EM ENERGIA? E VICE-VERSA! PESO MASSA

43 VOCE ESTÁ MUITO GORDO ESTOU OUVINDO FALOU EI, AONDE VAI? A UM PLANETA CUJA GRAVIDADE SEJA MENOR

44 RESUMO DA Aplicações das leis de Newton: 1ª lei de Newton ou lei da inércia: Um corpo ou objeto parado, em razão de sua inércia, tende a permanecer em repouso; Uma vez iniciado o movimento, a tendência do corpo é permanecer em movimento retilíneo e uniforme.

45 RESUMO DA 2ª lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica: A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida. Essa relação pode ser descrita com a equação: Fr = m. a

46 RESUMO DA 3ª lei de Newton ou lei da ação e reação: Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo B, receberá deste uma força de mesma intensidade, mesma direção e de sentido contrário. REAÇÃO Assim, F A-B = F B-A. AÇÃO

47 1. Explique a frase da imagem.

48 2. Qual das Leis de Newton é aplicada nessa imagem?

49 3. Considere as seguintes afirmações a respeito de uma passageiro de um ônibus que segura um balão através de um barbante: I. Quando o ônibus freia, o balão se desloca para trás. II. Quando o ônibus acelera para frente, o balão se desloca para trás. III. Quando o ônibus acelera para frente, o barbante permanece na vertical. IV. Quando o ônibus freia, o barbante permanece na vertical.

50 Assinale a opção que indica a(as) afirmativa(s) correta(s): a) III e IV b) I e II c) Somente I d) Somente II e) Somente III