Este blog serve de suporte as aulas de Ciências do 9º ano do Ensino Fundamental da Escola Professora Heloisa Louzada.
Aqui serão postados assuntos relacionados as aulas e todos os estudantes são convidados a participar deste blog e a deixar seus comentários aqui.

quarta-feira, 29 de agosto de 2012

Dinâmica


    Na dinâmica, estudamos a relação entre a força e movimento.
Força: É uma interação entre dois corpos.
   O conceito de força é algo intuitivo, mas para compreendê-lo, pode-se basear em efeitos causados por ela, como:
Aceleração: faz com que o corpo altere a sua velocidade, quando uma força é aplicada.
Deformação: faz com que o corpo mude seu formato, quando sofre a ação de uma força.
Força Resultante: É a força que produz o mesmo efeito que todas as outras aplicadas a um corpo.
   Dadas várias forças aplicadas a um corpo qualquer:
   A força resultante será igual a soma vetorial de todas as forças aplicadas:
Leis de Newton
   As leis de Newton constituem os três pilares fundamentais do que chamamos Mecânica Clássica, que justamente por isso também é conhecida por Mecânica Newtoniana.
 1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia
   Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da curva, isto dá a impressão que se está sendo "jogado" para o lado contrário à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente a trajetória.
Quando estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar em movimento.
   Estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados pelo princípio da inércia, cujo enunciado é:
    "Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento."
    Então, conclui-se que um corpo só altera seu estado de inércia, se alguém, ou alguma coisa aplicar nele uma força resultante diferente se zero.
  2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica
   Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes observamos que elas não produzem aceleração igual.
   A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja:
ou em módulo: F = m.a
Onde:
F é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N);
m é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg);
a é a aceleração adquirida (em m/s²).
    A unidade de força, no sistema internacional, é o N (Newton), que equivale a kg m/s² (quilograma metro por segundo ao quadrado).
Exemplo:
Quando um força de 12N é aplicada em um corpo de 2kg, qual é a aceleração adquirida por ele?
 F = m.a
12 = 2.a
a = 6m/s²
3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação

   Quando uma pessoa empurra um caixa com um força F, podemos dizer que esta é uma força de ação. mas conforme a 3ª lei de Newton, sempre que isso ocorre, há uma outra força com módulo e direção iguais, e sentido oposto a força de ação, esta é chamada força de reação.
   Esta é o princípio da ação e reação, cujo enunciado é:
   "As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação, existe uma força de reação."
Força Peso
   Quando falamos em movimento vertical, introduzimos um conceito de aceleração da gravidade, que sempre atua no sentido a aproximar os corpos em relação à superfície.
   Relacionando com a 2ª Lei de Newton, se um corpo de massa m, sofre a aceleração da gravidade, quando aplicada a ele o principio fundamental da dinâmica poderemos dizer que:
   A esta força, chamamos Força Peso, e podemos expressá-la como:
   O Peso de um corpo é a força com que a Terra o atrai, podendo ser váriável, quando a gravidade variar, ou seja, quando não estamos nas proximidades da Terra.
   A massa de um corpo, por sua vez, é constante, ou seja, não varia.
   Existe uma unidade muito utilizada pela indústria, principalmente quando tratamos de força peso, que é o kilograma-força, que por definição é:
1kgf é o peso de um corpo de massa 1kg submetido a aceleração da gravidade de 9,8m/s².
   A sua relação com o newton é:

Saiba mais...

Quando falamos no peso de algum corpo, normalmente, lembramos do "peso" medido na balança.
Mas este é um termo fisicamente errado, pois o que estamos medindo na realidade, é a nossa massa.

   Além da Força Peso, existe outra que normalmente atua na direção vertical, chamada Força Normal.
   Esta é exercida pela superfície sobre o corpo, podendo ser interpretada como a sua resistência em sofrer deformação devido ao peso do corpo. Esta força sempre atua no sentido perpendicular à superfície, diferentemente da Força Peso que atua sempre no sentido vertical.
   Analisando um corpo que encontra-se sob uma superfície plana verificamos a atuação das duas forças.
   Para que este corpo esteja em equilíbrio na direção vertical, ou seja, não se movimente ou não altere sua velocidade, é necessário que os módulos das forças Normal e Peso sejam iguais, assim, atuando em sentidos opostos elas se anularão.
Por exemplo:
   Qual o peso de um corpo de massa igual a 10kg:
(a) Na superfície da Terra (g=9,8m/s²);
(b) Na supefície de Marte (g=3,724m/s²).
(a)
(b)

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