1 Prof. Raphael Carvalho. LIVRO: MECÂNICA CAPÍTULO 5: Fornece uma introdução do conceito....
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1
DINÂMICADO
MOVIMENTO
Prof. Raphael Carvalho
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Onde Estudar?LIVRO: MECÂNICA
CAPÍTULO 5: Fornece uma introdução do conceito.
CAPÍTULO 6: Explica o processo vetorial de soma das forças.
CAPÍTULO 7: Aplicações do processo vetorial de soma das forças a partir de situações de equilíbrio.
CAPÍTULO 8: Explica os conceitos inerentes às forças mais comuns encontradas na mecânica.
CAPÍTULO 10: 1ª e 2ª Leis de Newton.
CAPÍTULO 12: 3ª Lei de Newton.
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3
MECÂNICA – CINEMÁTICA - DINÂMICA
Mecânica –É a ciência que tem como objetivo o estudo dos movimentos.
Cinemática - apenas descreve o movimento, sem investigar suas causas.
Dinâmica – Pesquisa e estuda as causas que produzem e modificam os movimentos.Na Dinâmica aparece uma série de conceitos bastante intuitivos em nossa vida tais como: Força e Energia.
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CONCEITO DINÂMICO DE FORÇA
A Força é a CAUSA que tem, como EFEITO DINÂMICO, a aceleração.
Se um corpo possui aceleração, existe uma força responsável por esta aceleração.
Retirada a FORÇA, no mesmo instante, desaparece a ACELERAÇÃO.
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OBSERVAÇÕES
Como a aceleração é uma grandeza vetorial, então a FORÇA, também, é uma GRANDEZA VETORIAL.
(causa) (efeito)
F
a
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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CLASSIFICAÇÃO DAS FORÇAS
a) FORÇAS DE AÇÃO À DISTÂNCIA (OU DE CAMPO)
São aquelas que atuam sobre os corpos mesmo quando não existe o contato entre eles.
As forças de ação à distância atuam numa região do espaço denominada de CAMPO.
Exs: a) Força Gravitacional (Peso) força exercida pela Terra sobre um
corpo de massa m. Características: Módulo: P = m . G Direção: Vertical Sentido: Para baixo
b) For.Elétrica:(Prótons /elétrons)
c) Força Magnética: (Imãs)
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7
EX. FORÇA PESO (P)
a)
TERRA
A
B
C
D p
p
p
p
/////////////////////////////////////////////////////
p
P
b)
c)
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
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FORÇAS DE CONTATO
São aquelas que só atuam sobre os corpos se existir o contato entre eles.
Ex: NORMAL, TRAÇÃO, FORÇA DE ATRITO, FORÇA ELÁSTICA ...
FORÇA NORMAL (N) – É a força exercida pela superfície em que o corpo está apoiado. Ela atua PERPENDICULAR a superfície, em que o corpo se encontra.
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FORÇA NORMAL
a)
N NN
c)
N
NN
N
N
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FORÇA DE TRAÇÃO OU TENSÃO (T)
É uma força exercida através de um fio ou de uma corda.
Ex: a) b) c)A
/////////////////// /////////////////////////////////
B
/////////////////////////////////
BA
d)T
T
T
T2T1
T
T
T
T
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Força de Tração e Compressão
• São forças que atuam em objetos sólidos.
• Tração (T): Atua no sentido de alongar a barra.
• Compressão (C): Atua no sentido de diminuir o comprimento da barra.
///////////////////////////////////////////////////////////////////T T
/////////////////////////////////////////////////////////////////////T T
T
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Força de Atrito
Denomina-se atrito a resistência que os corpos em contato oferecem ao movimento. Temos os seguintes casos:
Força de atrito estática:
Reação normal do apoio
N
P
F a t F
fat = µe .Nµe Coeficiente atrito estático
N
N (Sentido da eminência movimento)
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Força de atrito dinâmica
N
P
fatF F a t = µd . N
µd Coeficiente atrito dinâmico
N
N
Reação normal do apoio
OBS: A força de atrito entre dois corpos em contato é tangente à superfície de contato e tem sentido oposto ao do movimento (ou à “tendência” de movimento) relativo entre as superfícies.
(Sentido do Movimento)
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PRINCÍPIOS DA DINÂMICA(AS LEIS DE NEWTON)
Princípio da Inércia ou 1ª. lei de Newton Um ponto material isolado está em
REPOUSO ou em MOVIMENTO RETILÍNEO E UNIFORME.
Um corpo, livre da ação de forças, se mantém em equilíbrio,por INÉRCIA.
Um ponto material não pode, por si só, mudar sua velocidade vetorial.
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O que é inércia de um corpo?
• A inércia de um corpo é a propriedade que esse corpo tem de resistir à mudança de sua velocidade.A velocidade de um corpo somente é alterada, quando aplica-se sobre ele uma força. Pode-se então dizer que:
• Se o corpo estiver em repouso deverá, por inércia ,permanecer em repouso.
• Se o corpo estiver em MRU,deverá, por inércia, manter esse movimento.
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Um corpo em movimento tende a permanecer em movimento
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Ex: Por que um corpo lançado com velocidade Vo0 numa superfície plana
horizontal ele para?Isso ocorre pois, em geral, há duas forças se opondo ao movimento: a força de resistência do ar (F ar ) e uma força de atrito ( F a t ) que a superfície exerce no bloco. Se conseguirmos eliminar as duas, o bloco deveria prosseguir com Vo (cte).
F a t
F ar
Sentido do movimento
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Ex: Quando você encontra-se no interior de um ônibus com V (c t e) relativo solo, o que ocorre se o motorista brecar de vez?
Resp:Você tende, por inércia, manter a mesma velocidade V em relação ao solo.Assim você é projetado para frente.
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Ex: E se você estiver dentro de um ônibus, onde V = 0 (repouso), em relação ao solo, o que ocorre se ele “arrancar”?
Resp: Você tende, por inércia, manter a mesma velocidade V (repouso) em relação ao solo. Assim você é projetado para trás.
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Por que numa curva, você é projetado para um lado do veículo?
O auto move-se em linha reta com V constante em relação ao solo.Se ele de repente entra em uma curva, você, por inércia, tende a prosseguir em linha reta com a mesma velocidade V que o auto possuía. O Auto consegue fazer a curva porque a estrada aplica uma força de atrito nas rodas que lhe muda a direção.
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Princípio Fundamental da Dinâmica(ou 2ª. Lei de Newton)
A RESULTANTE (Fr ou R) das forças que agem sobre um corpo é igual ao produto de sua massa (m) pela aceleração (a) adquirida.
Fr = m.a
OBS: a) A aceleração adquirida pelo corpo sempre possui a mesma DIREÇÃO e SENTIDO da força resultante.
b)A unidade da força no S.I. é: N (newtons)
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O que é 1 Newton?
É a unidade da força no sistema MKS (ou S.I.). 1 N é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 1 m / s².
a = 1 m / s²
F = 1 NM = 1 kg
1 N = 1 kg x 1 m / s²
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O QUE É 1 DINA?
É a unidade da força no sistema CGS. 1 dina é uma força capaz de imprimir a
um corpo de massa 1g uma aceleração de 1cm / s².
a = 1 cm / s²
M = 1 g F = 1 dina
1 dina = 1 g x 1 cm / s²
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O que é 1 kilograma - força(k.g.f)?
É a unidade do sistema MkgfS. 1 kgf é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 9,8 m / s².
m = 1 kg
F = 1 kgf
a = 9,8 m / s²
1 kgf = 1 kg x 9,8 m / s²
É a unidade do sistema MkgfS. 1 kgf é uma força capaz de imprimir a um corpo de massa 1 kg uma aceleração de 9,8 m / s².
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RELAÇÃO ENTRE NEWTON E DINA
1 N = 1 kg x 1 m / s² = 1 000g x 100cm/s² = 100 000 g x cm / s² = 10 5 g x cm / s² = 10 5 dina
Logo 1 N = 10 5 dina
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Relação entre KILOGRAMA-FORÇA e NEWTON
1 kgf = 1 kg x 9,8 m / s² = 9,8 ( 1 kg x 1 m/ s²) = 9,8 N.
Logo: 1 kgf = 9,8 N
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Terceira Lei de Newton
Principio da ação e reação A toda ação corresponde uma reação, de
mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto.
Sempre que um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, este reage exercendo em A uma outra força, de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário.
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AÇÃO E REAÇÃO
OBS: Ação e Reação são forças que nunca se anulam pois sempre agem em corpos diferentes.
Ex: A Terra atrai os corpos com uma força, que é o peso do corpo (ação).Por este princípio, o corpo atrai a Terra com força de mesma intensidade e direção, mas com sentido oposto (reação).
Ex: Quando chutamos uma bola, aplicamos uma força (ação) sobre ela que é correspondida com outra força (reação) aplicada sobre nosso pé.
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AÇÃO E REAÇÃO:
Forças de ação e reação atuam em corpos diferentes.
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FIM!!!