Leis de Newton
Na dinâmica estudamos basicamente três leis de Newton saber já a seguir;
1ª Lei de Newton lei da inércia
Na ausência de uma força um corpo em repouso permanece em repouso e um corpo em movimento permanece em movimento, com velocidade constante (movimento uniforme). Um corpo só pode alterar seu movimento se for sujeito a uma força. Essa lei também é conhecida como lei da preguiça.
Nota ; quando os corpos que estão em movimento uniforme a força resultante se actua sobre ele e nula.
aplicação
1) Um corpo em movimento uniforme sofre acção de duas forças, Fa e Fb sendo Fa=15N determine o valor da força desconhecida (Fb)
Resolução
Conforme vimos na primeira aula a força resultante é dada pela diferença entre Fb e Fa (Fb-Fa=Fr) e como o corpo esta em movimento uniforme a força resultante será nula Fr=0 Fb-Fa=Fr Fb-15=0 Fb=15N 2 )um bloco é arrastado por uma força de 8N formando um ângulo de 60ᵒ sabendo que o bloco se move com velocidade constante determine; determine a força que e exercida no sentido contrario.
Resolução Primeiro devemos decompor a força Fb em uma componente horizontal que chamaremos de Fbx=Fb×cos 60ᵒ
Como o corpo se move com velocidade constante a força resultante será nula Fbx-Fa=0 Fb×cos 60ᵒ-Fa=0 Fa=Fb×cos 60ᵒ Fa=8×cos 60ᵒ Fa=8×1/2 Fa=4N
2ª lei de Newton principio fundamental da dinâmica
A força resultante que actua sobre um corpo ou sistema é proporcional a sua massa.
Fr=m×a
Exemplo 1)Um corpo de massa igual a 5kg sobre acção de uma força de intensidade 15N determine o valor da aceleração em que ela e sujeita.
Dados Fr=15N
m=5kg
Fr=m×a
a=3m/s²
2) Um corpo de massa igual a 3kg está sob a acção de uma força horizontal constante. Ele desloca-se num plano horizontal, com uma velocidade de 2m/s em 2s., determine a intensidade da força :
Dados
m=3kg
v=2m/s
t=2s
Fr=m×a
Fr=m×a Fr=3×1 Fr=3N
3) Um corpo de massa 4kg desloca se segundo a equação x=4+2t+3t² calcule a força resultante que nesse actua
Resolução m=4kg
a=6m/s²
Fr=m×a
Fr=4×6
Fr=24N
4) Um bloco de massa 2 kg esta sujeita a acção de duas força horizontais determine o valor da aceleração
Resolução
Fa-Fb=ma
13-5=2a
2a=8
a=4m/s²
3ª Lei de Newton lei de acção e reacção
Conforme nos sabemos para toda acção a sempre uma reacção assim e na física também. Quando aplicamos uma força sobre uma superfície ou corpo ele interage com uma força de igual modulo mais em sentido contrário.
P-N=0 P=N Exercícios de aplicação 1)Para o sistema abaixo determine ; a) o valor da aceleração b)a força normal
Resolução Primeiro vamos representar todas forças que actua no eixo horizontal e vertical
a)Em relação ao eixo x temos apenas duas forças Fbx e Fa, como o movimento é ao longo de x com essas forças obtemos a força resultante que equivale ao produto da massa pela aceleração.
Fbx-Fa=ma
Fb×cos30ᵒ-Fa=ma
8×cos30ᵒ-12=3a
3a=8×cos30ᵒ-12
3a=8×0.86-12
3a=6.88-12
3a=-5.12
a=-5,12/3
a=-1.71m/s²
b)Para determinamos a força de relação normal (N), vamos usar o eixo y, e como não a movimento ao longo do y (0 corpo não esta a subir nem descer), a resultante em y será nulo. Fby+N-P=0
Fb×sen30+N-mg=0
N = mg -Fb×sen30ᵒ
N =3×10-8×0.5
N =30-4
N =26N
2)Determine a aceleração e a força de reacção entre os dois blocos
Resolução Vamos separar os blocos e escrevemos as equações da segunda lei de Newton
A; R=mb×a
B; F-R= mb×a
+___________
F= mb×a + mb×a
50=4a+6a
4a+6a=50
10a=50
a=5m/s²
Outra forma de calcular a aceleração e considerando o sistema como se fosse um único bloco de massa ma+mb e considerar F como força resultante.
Fr=ma
Fr=F=50N
m= ma+mb=4+6=10
b)Para calcular a reacção entre os blocos basta pegamos uma das equações e substituir os respectivos valores. Vamos pegar do bloco “a” A;
R=mb×a
R=4×5
R=20N Podíamos ter pegado a equação do bloco b o resultado seria o mesmo.