As Leis de Newton
Como já vimos no texto sobre Is Isaa aacc Ne Newt wton on,, as leis de Newton mudaram a maneira de como o homem encara o universo. Agora vamos entender melhor quais são as três leis de Newton . Newton conseguiu elaborar uma teoria unificada para a Física e esta teoria é descrita em três leis, conhecidas como as leis de Newton. Primeira lei de Newton ou Princípio da Inércia.
Na ausência de forças externas, um objeto em repouso permanece em repouso, e um objeto em movimento permanece em movimento. Este princípio foi estudado por Galileu e, antes destes estudos prevalecia o pensamento de Aristóteles que associava a idéia de força à de movimento. Segundo Aristóteles não existia movimento sem a presença de força. Para Galileu e Newton a velocidade de um ponto material não sofre variação se este estiver livre de ação de forças. Esta propriedade que os corpos possuem de permanecerem em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme quando livres da ação de forças é chamada de inércia. Quanto maior a massa do corpo maior será sua inércia e, assim, temos uma definição para massa que seria uma constante característica do corpo que mede sua inércia. Um bo bom m exe xemp mplo lo pa para ra en ente tend nder er a in inér érci ciaa foi ilu lusstr trad adoo pe pello amigo Tainan Rocha. Rocha. Quando estamos no ônibus, ou no metrô, e estes freiam bruscamente, nossos corpos continuam em movimento e temos que nos segurar para não cairmos.
Da primeira lei de Newton temos também uma definição para força: agente físico capaz de produzir aceleração. Isto é, capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento dos corpos. Segunda lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica.
A segunda Lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica diz que, a força aplicada a um objeto é igual à massa do objeto multiplicado por sua aceleração. A 2º lei de Newton também foi estudada por Galileu e pode ser escrita matematicamente da seguinte forma: F=m.a Onde: F é a força aplicada; m é a massa do corpo;
a é a aceleração do corpo; A segunda lei é a mais importante da Mecânica e podemos utilizá-la para analisar movimentos de objetos próximos a Terra e também de corpos celestes. Princípio da ação e reação ou terceira lei de Newton.
Se um objeto exerce uma força sobre outro objeto, este outro exerce uma força de mesma intensidade, de mesma direção e em sentido oposto. Newton propôs que toda força de ação estava associada a uma força de reação, assim, numa interação entre dois corpos teremos um par de forças. É importante lembrar que as forças de ação e reação estão aplicadas em corpos distintos e, portanto, nunca se equilibram. As leis de movimento de Newton explicam o movimento de carros, aviões ou quaisquer outros objetos no espaço. Com estas três leis chega-se a Lei da Gravitação Universal mais uma ferramenta para descrever como os planetas giram em torno do sol, os movimentos das marés e muito mais que veremos nos próximos textos. Conclusão:
As leis de Newton são as leis que descrevem o comportamento de corpos em movimento, formuladas por Isaac Newton. Descrevem a relação entre forças agindo sobre um corpo e seu movimento causado pelas forças. Essas leis foram expressas nas mais diferentes formas nos últimos três séculos.
Exercício resolvido: 1 Lei de Newton 1. Por que uma pessoa, ao descer de um ônibus em movimento, precisa acompanhar o movimento do ônibus para não cair?
Resposta : O corpo está em movimento juntamente com o
onibus, na mesma velocidade. Logo precisa acompanhar o movimento dele para não cair e se machucar. 2. Explique a função do cinto de segurança de um carro, utilizando o conceito de inércia.
Resposta: Um corpo dentro de um carro em movimento está
também em movimento pela lei da inércia. Contudo, em uma batida ou freada brusca, o carro pára mas o corpo tende a manter o seu movimento e se projeta pra frente. Daí o cinto de segurança, que evita que sejamos jogados para fora do automóvel.
3. Um foguete está com os motores ligados e movimenta-se no espaço, longe de qualquer planeta. Em certo momento, os motores são desligados. O que irá ocorrer? Por qual lei da física isso se explica?
Resposta : A 1ª Lei explica isso, pois ao desligar os motores,
o corpo tende a manter o seu movimento (MRU) e assim mesmo com os motores desligados segue a sua trajetória.
4) Um elevador de peso 1200 kgf está descendo com velocidade constante. A força de tensão no cabo é maior, menor ou igual a 1200 kgf? Explique Resposta : A força tensão no cabo é igual a 1200 kgf, pois de
acordo com a 1ª Lei de Newton, para que um corpo possua velocidade constante em linha reta a soma das forças tem que se anular, por isso a tensão no cabo anula a força peso do elevador, fazendo com que a resultante seja igual a zero. 5) Um automóvel e um avião viajam em linha reta, ambos com velocidade constante. A velocidade do automóvel é 80 km/h e a do avião, 800 km/h. Em qual deles é maior a força resultante? Explique.
quanto maior a velocidade do corpo maior será a resistência do ar e maior terá que ser a força propulsora, mas sempre a soma das forças (vetor resultante) se anulam, se o corpo estiver em velocidade constante e em linha reta. Deduzimos, então, que as duas forças resultante são iguais e iguais a zero, pois os dois estão em velocidade constante. Resposta:
Exercício resolvido: 2 Lei de Newton 1)Um corpo de massa igual a 3,0 kg está sob a ação de uma força horizontal constante. Ele se desloca num plano horizontal, sem atrito e sua velocidade aumenta de 2,0 m/s em 4,0s. A intensidade da força vale: a) 3/8 N b) 1,5 N c) 3,0 N d) 6,0 N e) 24 N
F = m.a a = ΔV / Δt a=2/4 a = 0,5 m/s2 F = m.a F = 3 . 0,5 F = 1,5 N 2)Um bloco de 2 kg é empurrado por uma força de 20N. Qual a aceleração deste bloco? F=m.a a=F/m a=20/2 a = 10 m/s2 3)Calcule, a força resultante que é aplicada num objeto de 2 kg quando este adquire uma aceleração de 10 m/s2. F=m.a F= 2.10 F= 20N 4)Um corpo de massa igual a 12kg adquire uma aceleração de 2m/s quando submetido à ação de uma força. Calcule o valor dessa força. F = m .a F = 12 . 2 F = 24 m/s²
5)Uma força de 62N é aplicada sobre um corpo, de modo que ele adquire uma aceleração de 2m/s. Calcule a massa desse corpo. F = m .a 62 = m . 2 2m = 62 m = 62/2 m = 31 Kg
Exercício resolvido: 3 Lei de Newton 1)
Dois blocos de massas mA = 3 kg e mB = 2 kg, apoiados sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa, são empurrados por uma força F de 20 N, conforme indica a figura acima. Determine a aceleração do conjunto.
RESPOSTA:
F= m.a 20=5.a a=20/5 a=4m/s² 2)
Um soldado, ao iniciar seu treinamento com um fuzil, recebe a seguinte recomendação: "Cuidado com o coice da arma". O que isso significa?
RESPOSTA: que
a força gerada pela arma, a impulsiona para atrás, dando um coise 3) De que modo você explica o movimento de um barco a remo, utilizando a terceira lei de Newton? RESPOSTA: que
a força que o remo exerce dividido pela massa do barco e igual a aceleração dele
4)
Dois corpos A e B, de massas mA= 5 kg e mB= 10 kg estão interligados por um fio ideal. A superfície de apoio é horizontal e perfeitamente lisa. Aplica-se em B uma força horizontal de 30 N. Determine:
a) a aceleração do conjunto RESPOSTA: F=m.a
30=15.a a=30/15 a=2m/s²
b) a força de tração no fio RESPOSTA: Ft=a=2m/s²
5)
Dois corpos A e B de massas respectivamente iguais à 5 kg e 3 kg, interligados por um fio de massa desprezível, são puxadas sobre um plano horizontal liso por uma força horizontal F. A aceleração do conjunto é de 6 m/s2. Determine:
a) a força F RESPOSTA: F=(ma+mb)a
F=(5+3)6 F=8*6=48N b) a força de tração no fio. RESPOSTA: F-T=mb.a
48-T=3*6 T=18-48 T=20N
BIOGRAFIA (FONTES): http://www.cefetsp.br/edu/okamura/ http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica /leisdenewton.php http://fisicomaluco.com/wordpress/2010/06/03/leis-denewton-exercicios-resolvidos/ http://aulasparticulares.org/material-deapoio/fisica/mecanica/segunda-lei-de-newton http://www.vestibular1.com.br/revisao/rfis.htm http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAICAAF/exerci cios-resolvidos-fundamentos-fisica-7-edicao-cap-05 http://educacao.uol.com.br/planos-aula/medio/fisica-asegunda-lei-de-newton.jhtm
