Ajuda Escolar
  • Home
    • Sobre o site
  • Biologia
    • Biologia Celular
    • Ecologia
    • Seres Vivos
    • Histologia
  • Física
    • Mecânica
    • Termologia
    • Óptica
    • Ondulatória
    • Eletromagnetismo
  • Química
    • Átomos
    • Matéria
    • Ligações Químicas
    • Reações Químicas
    • Tabela Periódica
  • Geografia
    • Geografia Física
    • Geografia Econômica
    • Geografia Humana
  • História
    • Pré-história
    • História Geral
    • História do Brasil
  • Matemática
    • Aritmética
    • Álgebra
    • Geometria
  • Inglês
  • Português
    • Biografias
    • Gramática
    • Redação
  • Curiosidades

Dinâmica:

Quando se fala em dinâmica de corpos, a imagem que vem à cabeça é a clássica e mitológica de Isaac Newton, lendo seu livro sob uma macieira. Repentinamente, uma maçã cai sobre a sua cabeça. Segundo consta, este foi o primeiro passo para o entendimento da gravidade, que atraia a maçã.

Com o entendimento da gravidade, vieram o entendimento de Força, e as três Leis de Newton.

Na cinemática, estuda-se o movimento sem compreender sua causa. 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.

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:
                                                                                                            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=ma
12=2a
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:

 Imagem
Quando falamos em movimento vertical, introduzimos um conceito de aceleração da gravidade, que sempre atua no sentido a aproximar os corpos em relação à superficie.

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:
                                                                                                             F = M.G
A esta força, chamamos Força Peso, e podemos expressá-la como:
                                                                                                             P = M.G
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.

Além da Força Peso, existe outra que normalmente atua na direção vertical, chamada Força Normal. É a força que a superfície de apoio aplica no corpo, e sua direção é sempre perpendicular a esta superfície.

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, como mostra a figura ao lado.

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.

- 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. 


Força de Atrito:

 Imagem
Exemplo da Força de Atrito
Até agora, para calcularmos a força, ou aceleração de um corpo, consideramos que as superfícies por onde este se deslocava, não exercia nenhuma força contra o movimento, ou seja, quando aplicada uma força, este se deslocaria sem parar.

Mas sabemos que este é um caso idealizado. Por mais lisa que uma superfície seja, ela nunca será totalmente livre de atrito.

Sempre que aplicarmos uma força a um corpo, sobre uma superfície, este acabará parando.

É isto que caracteriza a força de atrito:
  1. Se opõe ao movimento;
  2. Depende da natureza e da rugosidade da superfície (coeficiente de atrito);
  3. É proporcional à força normal de cada corpo;
  4. Transforma a energia cinética do corpo em outro tipo de energia que é liberada ao meio.

A força de atrito é dada pela fórmula:

 Imagem
Onde:
μ: coeficiente de atrito (adimensional)
N: Força normal (N)

Exemplo da força de atrito: as rodas dos veículos, cujo movimento é devido à queima de combustível do motor, são revestidas por pneus. A função dos pneus é tirar o máximo proveito possível da força de atrito (com o intuito de tirar esse proveito máximo, as equipes de carros de corrida trocam freqüentemente os pneus).

Os pneus, acoplados às rodas, impulsionam a Terra para trás. O surgimento da força de atrito impulsiona o veículo para frente.

Quando aplicamos o freio vale o mesmo raciocínio anterior e a força de atrito atua agora no sentido contrário ao do movimento do veículo como um todo.


Forças Elásticas:

 Imagem
Alguns objetos, depois de sofrer pequenas deformações temporárias, têm a propriedade de voltar à sua forma original: é a elasticidade. Imagine uma mola presa em uma das extremidades a um suporte, e em estado de repouso (sem ação de nenhuma força).
Quando aplicamos uma força F na outra extremidade, a mola tende a deformar (esticar ou comprimir, dependendo do sentido da força aplicada).

Ao estudar as deformações de molas e as forças aplicadas, Robert Hooke (1635-1703), verificou que a deformação da mola aumenta proporcionalmente à força. Daí estabeleceu-se a seguinte lei, chamada Lei de Hooke, como mostra a figura ao lado:
Onde:
F: intensidade da força aplicada (N);
k: constante elástica da mola (N/m);
x: distensão/deformação da mola (m).

A constante elástica da mola depende principalmente da natureza do material de fabricação da mola e de suas dimensões. Sua unidade mais usual é o N/m (newton por metro).

Powered by Create your own unique website with customizable templates.