Da Terra à Lua
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Isaac Newton (1642-1727)
Fsico e Matemtico inglsIsaac Newton foi um dos mais brilhantes cientistas da histria . Antes dos 30 anos, formulou os conceitos bsicos da Mecnica Clssica, descobriu a Lei Universal da Gravitao e inventou o mtodo matemtico de clculo.
Como consequncia das suas teorias Newton foi capaz de explicar o movimento dos planetas, as mars e os movimentos especiais da Terra e da Lua.Tambm interpretou o comportamento da Luz, desenvolvendo a ptica.
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Classificao de ForasForas de Contacto: Envolvem um contacto fsico entre os objectos ou corpos.
Foras de Interaco:No necessitam de contacto.
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Mais sobre ForasUma mola pode ser calibrada para se determinar o valor de uma fora (dinammetro).
Unidade S.I.: N (newton)(1 newton a intensidade da fora exercida numa partcula material de massa 1 kg, de modo a imprimir-lhe uma acelerao de 1m.s-2 na direco e sentido da fora)
As foras so vectores, por isso deves usar as regras de adio de vectores para conheceres a fora resultante que est a actuar no objecto.
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1. Lei de Newton ou Lei da InrciaQualquer corpo permanece no estado de repouso ou de movimento rectilneo uniforme quando as foras que nele actuam se equilibram.Isto significa que:Um corpo permanece parado at que alguma fora o faa mover;Um corpo em m.r.u. continua sempre no seu estado de movimento at que a actuao de uma fora o faa parar ou alterar o seu movimento.
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Massa InercialA tendncia que um objecto possui para resistir a qualquer alterao do seu movimento chama-se inrcia.
A massa a propriedade do objecto que especifica quanto a resistncia que esse objecto oferece alterao do seu movimento.
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2. Lei de NewtonA acelerao de um objecto directamente proporcional intensidade da resultante de foras que actua sobre ele, e inversamente proporcional sua massa. Sendo que a resultante das foras o somatrio de todas as foras que actuam no objecto.
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2. Lei de Newton
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1 Lei de Newton
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Fora Gravitacional a fora que a Terra exerce em cada corpo.Tem a direco vertical para o centro da Terra e o sentido de cima para baixo.O seu valor corresponde ao peso do objecto:P = Fg = mgExiste uma fora invisvel que atrai os objectos!
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Lei da Gravitao UniversalDois corpos interactuam entre si, com uma fora cuja intensidade:- aumenta directamente com a massa dos corpos- diminui na razo inversa do quadrado da distncia entre os seus centros.Em que:Fg - a fora gravitacional (N)G Constante de gravitao universal G = 6,67 x 10-11 Nxm2xkg-2m1 e m2 massas (kg)d distncia entre os corpos (m)
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3. Lei de Newton ou Lei da Aco Reaco
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3. Lei de Newton ou Lei da Aco ReacoSe dois objectos interactuam, a fora que o objecto 1 exerce no objecto 2, igual em valor fora que o objecto 2 exerce no objecto 1, com a mesma direco mas de sentido oposto.
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Par Aco-Reaco, Exemplo 1A fora normal (mesa no monitor) a reaco fora que o monitor exerce na mesa.(normal significa perpendicular, neste caso).
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Exemplo 1 - continuaoNum diagrama de foras aplicado ao monitor podemos ver que a normal e a fora da gravidade so as nicas foras a actuar.
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Aplicaes das Leis de Newton
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Objectos em EquilbrioAdd Your TextAdd Your TextMatematicamente, equivalente a dizer que a resultante nula. Se a acelerao de um objecto zero, podemos dizer que este se encontra em equilbrio.
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Conselhos para a Resoluo de Problemas a partir das Leis de NewtonEsquematize o problema (desenhe um esquema).Classifique o problema. Equilbrio (SF = 0) ou Segunda Lei de Newton (SF = m a)AnliseDesenhe um esquema de foras para cada objecto (apenas as que actuam no objecto).
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AnliseEstabelea um sistema de eixos.Verifique as unidades.Aplique as equaes apropriadas a cada componente.Determine o valor das grandezas desconhecidasFinalVerifique a ordem de grandeza dos resultados obtidos
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Equilbrio, Exemplo Semforo
Um semforo de peso 122 N est pendurado por um cabo preso a outros dois cabos ligados a um suporte. Os cabos superiores fazem ngulos de 37,0 e 53,0 com a horizontal.O semforo permanece em repouso nessa situao ou ir cair?Esquematize o semforo:Classifique o problema: No h movimento, logo a acelerao nula.
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Equilbrio, Exemplo SemforoAnlise:Necessita de dois diagramas de foras.Aplique a equao do equilbrio ao semforo e encontre: Aplique as equaes do equilbrio ao cabo e encontre e .
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Existncia de uma Fora ResultanteSe um objecto que pode ser considerado (para efeitos de clculo) uma partcula experimenta uma acelerao porque a resultante das foras que actuam nele diferente de zero. Desenhe um diagrama de foras.Aplique a segunda Lei de Newton a cada componente.
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Segunda Lei de Newton, Exemplo 2Foras que actuam no caixote:A tensoA fora da gravidade A fora normal exercida pelo cho
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Segunda Lei de Newton, Exemplo 2Aplicar a segunda Lei de Newton:
Resolver
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O Pra-quedistaNo final:- A resistncia do ar anula-se com a fora gravtica, sendo a resultante nula, e como tal a acelerao tambm nula.- A velocidade final constante e chamada velocidade terminal.
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Interaces Fundamentais da Natureza* Valores referentes intensidade da fora nuclear forte
InteracoAgentesIntensidade*Alcance (m)Nuclear ForteQuarks e partculas por eles formadas110-15 m (dimenso do ncleo do tomo)ElectromagnticaPartculas carregadas electricamente1/137IlimitadoNuclear FracaAlguns quarks10-510-17 mGravitacionalTodas as partculas com massa6x10-39Ilimitado