Mecânica. CINEMÁTICA: posição, velocidade e aceleração ESTÁTICA: equilíbrio DINÂMICA: causas do movimento

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1 Mecânica A teoria do movimento é denominada MECÂNICA. CINEMÁTICA: posição, velocidade e aceleração ESTÁTICA: equilíbrio DINÂMICA: causas do movimento - Não é possível prever movimentos usando somente a cinemática.

2 Estática Alavancas São máquinas simples formadas por: Uma barra rígida Um ponto de apoio F (fulcro). Uma força exercida (potência - P ) Uma carga (resistência - R). As distâncias dos pontos de aplicação da carga e da potência até ao ponto de apoio designam-se de braços

3 Estática Alavancas Em todas as alavancas cumpre-se: P.a = R.b P.a = R.b - Momento do Binário: M = ± F. D (rotação) Existem 3 tipos de alavancas: De 1º grau fulcro entre P e R De 2º grau com R entre o fulcro e a potencia. De 3º grau com P entre o fulcro e a resistência. V m = Vantagem mecânica R/P = a/b

4 Alavancas de 1º grau Estática O ponto de apoio encontra-se entre P e R Normalmente a > = b. A força aplicada (P) é menor força que se aplica é menor ou igual que a carga (R) Usam-se para aumentar a força que se exerce

5 Estática Alicate Alavancas de 1º grau Tesoura Balança romana Balança

6 Alavancas de 2º grau Estática O ponto de apoio situa-se num dos extremos e a força (P) é aplicada no extremo contrário O objetivo é que a força aplicada (P) seja menor que a carga (R)

7 Estática Exemplos de alavancas de 2º grau Carrinho de mão Quebra nozes

8 Alavancas de 3º grau Estática A potência está próxima do fulcro e a resistência no extremo da alavanca A força aplicada tem que ser maior que a resistência Permite aumentar a distancia percorrida pela carga

9 Pinça Estática Exemplos de alavancas de 3º grau Cana de pesca Martelo

10 Alavancas

11 Estática As alavancas: Modificam a intensidade de uma força Modificam a amplitude e o sentido de um movimento

12 Dinâmica 1ª lei de Newton (lei da inércia) - Quando não actua nenhuma força num corpo, este move-se com velocidade constante e aceleração zero F = 0 v = 0 ou Const. 2ª lei de Newton: F = m.a 3ª Lei de Newton (lei da ação/reação) - Se A exerce uma força em B, B irá exercer uma força igual e oposta

13 Mecânica - A mecânica estabelece a relação entre a massa e a força, relacionando estes conceitos físicos com grandezas cinemáticas (deslocamento, velocidade e aceleração). - Todos os fenômenos da mecânica clássica podem ser descritos mediante a utilização de três leis, denominadas leis de Newton ou do movimento.

14 Dinâmica - Aristóteles - Galileu - Newton

15 Dinâmica Segundo Aristóteles: Um corpo só pode permanecer em movimento se existir uma força atuando sobre ele. Segundo Galileu: Se um corpo está em repouso ele irá permanecer neste estado até que uma força externa seja aplicada neste corpo Se um corpo está em movimento uniforme este permanecerá em movimento até que uma força mude isso.

16 As leis que descrevem os movimentos de um corpo foram concebidas por Isaac Newton entre As Leis de Newton deixam de ser válidas: - na dinâmica de partículas muito pequenas (física quântica) - em situações que envolvam velocidades muito elevadas (relatividade restrita).

17 Leis de Newton Forças são as causas das modificações nos movimentos. O seu conhecimento permite prever o movimento de um objeto.

18 Forças A interação de um corpo com sua vizinhança é descrita em termos de uma FORÇA. Uma força pode causar diferentes efeitos num corpo como, por exemplo: a) imprimir movimento b) cessar um movimento c) sustentar um corpo d) deformar outros corpo

19 Forças Elástica: Para manter a mola esticada, é necessário exercer uma força contrária igual à força exercida pela mola, que se designa por força elástica.

20 Forças À interação da água com os objetos, dá-se opondo-se à força da gravidade, designa-se de impulsão hidrostática. No caso dessa força depender da existência de movimento designa-se por impulsão dinâmica

21 Forças Forças são grandezas vetoriais - Módulo - Direção - Sentido. São representadas por vetores. - A unidade de medida de força no SI é o Newton [N].

22 Forças - usando a distensão que ela produz numa mola presa a esse corpo. Dinamómetros

23 A 1ª lei de Newton - lei da INÉRCIA INÉRCIA - tendência que os corpos apresentam de resistir à uma mudança da sua VELOCIDADE.

24 A 1ª lei de Newton - lei da INÉRCIA Quanto maior a massa de um corpo maior será a sua INÉRCIA, ou seja, maior será a sua tendência de permanecer em REPOUSO ou em MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME. - a massa é uma propriedade intrínseca de um corpo, a qual mede sua resistência à variação de velocidade, ou aceleração.

25 A 1ª lei de Newton - lei da INÉRCIA Se o corpo apresenta um Movimento Retilíneo Uniforme, permanecerá com esse movimento até que exista uma força resultante aplicada sobre ele que produza alteração na sua velocidade (o corpo pode travar ou acelerar). Sem a existência de uma força resultante, a velocidade permanece constante.

26 A 1ª lei de Newton - lei da INÉRCIA Quando a resultante das forças que atuam num corpo é nula dizemos que o corpo está em EQUILÍBRIO. Existem dois tipos de equilíbrio: Equilíbrio Estático: - equilíbrio de um corpo em repouso. Equilíbrio Dinâmico: - equilíbrio de um corpo em movimento retilíneo uniforme. FR = F = 0 Fx = 0 Fy = 0 Fz = 0

27 A 2ª lei de Newton - lei fundamental da dinâmica A força resultante que atua sobre um corpo é igual ao produto da sua massa pela aceleração com a qual ele irá se movimentar. Exemplo: FR = m a Sejam F1, F2 e F3 as forças que atuam sobre um corpo de massa m. A resultante FR será a soma vetorial das forças que atuam nesse corpo, logo: FR = m a Fx = m ax Fy = m ay FR = F1 + F2 + F3 Fz = m az

28 A 2ª lei de Newton - lei fundamental da dinâmica FR = m a Todo corpo necessita da ação de uma força para iniciar um movimento (sair do repouso) ou para que seu movimento seja alterado (variação da velocidade aceleração); Quanto maior a massa de um objeto, maior a força necessária para alterar seu estado (repouso ou alterar a sua velocidade); Quanto maior a variação de velocidade (aceleração) que se deseja imprimir a um corpo, maior a força necessária; A aceleração adquirida por um objeto tem SEMPRE a mesma direção e sentido da força resultante que atua no objeto.

29 A 3ª lei de Newton lei da ação-reação Quando um corpo exerce uma força sobre outro, o segundo corpo exerce uma força sobre o primeiro. As forças que compõem esse par (ação reação) são sempre iguais em intensidade e opostas em sentido. a toda ação corresponde uma reação de mesma intensidade e sentido oposto. Exemplo: força gravitacional

30 A 3ª lei de Newton lei da ação-reação - Estão associadas a uma única interação, ou seja, correspondem sempre às forças trocadas apenas entre dois corpos; - O par de forças apresenta SEMPRE a mesma direção, e a mesma intensidade e sentidos opostos; - O par de forças NUNCA atua no mesmo corpo. Como as forças atuam em corpos diferentes, NUNCA se anulam. - As forças do par têm SEMPRE a mesma natureza (ambas de contato ou ambas de campo)

31 Forças de contato Forças de campo

32 A 3ª lei de Newton lei da ação-reação - A FORÇA NORMAL NÃO É UMA REAÇÃO AO PESO - A força normal é a força que uma superfície exerce sobre um corpo que a está a comprimir.

33 A 3ª lei de Newton lei da ação-reação Conforme a situação, a intensidade da força NORMAL: É maior que a da força gravitacional (peso) É igual á da força gravitacional (peso) É menor que a da força gravitacional (peso)