Leis de Newton

Eu decidi colocar este vídeo com as três leis de Newton, pois a minha professora disponibilizou-mo e este ajudou-me muito a perceber as leis.

Lei da Ação-Reação

A lei da Ação-Reação é a terceira de Newton.

As forças descrevem a interação entre corpos, atuando sempre aos pares. Por isso sempre que um corpo exerce uma força sobre outro (ação), o segundo exerce também uma força sobre o primeiro (reação).
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                                         Par Ação-Reação

O cavalo exerce uma força sobre o chão e o chão exerce uma força sobre o cavalo.

Os pares ação-reação não têm força resultante pois as forças são aplicadas em corpos diferentes.

Lei Fundamental do Movimento

A lei fundamental do movimento é a segunda lei de Newton.

Esta lei aplica-se quando a força resulante não é nula, ou seja, quando há aceleração e a velocidade varia.

Como se calcula?

                                             O que nos mostra esta expressão?

                                  > aceleração → > força força resultante 

              Enquanto a força resultante for constante, a aceleração também é constante, existindo assim um movimento uniformemente retardado ou uniformemente acelerado.

Qual será a aceleração deste corpo?

                                                

Exatamente Snoopy! Este corpo suspenso tem apenas a força Peso aplicada sobre si. Neste caso, calcula-se:

            P = m X 9,8

Legenda:

P→ peso (N)

m→ massa (kg)

9,8→ constante gravítica (m/s ao quadrado)

A constante gravítica depende do lugar da Terra onde nos encontramos, mas no nosso país é aproximadamente 9,8 m/s ao quadrado.

        

Lei da Inércia

A lei da Inércia é a primeira lei de Newton.

Pode acontecer num corpo em repouso:

Ou num corpo em movimento retilíneo uniforme:

O que estes dois acontecimentos têm em comum é o facto de terem força de resultante nula.

No primeiro caso, estão a atuar duas forças sobre o objeto, a Normal e o Peso:

No segundo caso, o corpo está em movimento e ,em dado instante, a resultante das forças é nula, ficando assim em movimento retilíneo uniforme. 

Esta lei permite explicar muitas situações do nosso dia-a-dia que nós nunca percebemos.

Por exemplo, o facto de irmos num carro e sempre que este acelera nós vamos para trás ou sempre que este trava nós somos projetados para a frente. Agora já podemos explicar este facto. Isto acontece devido à Lei da Inércia. Se estivermos parados temos tendência para continuar nessa posição e se estivermos em movimento temos tendência para continuar em movimento.

Pelos vistos, o nosso amigo Garfield tinha razão. 

Isaac Newton

Associado às forças, está Sir Isaac Newton (1642-1727)

Isaac Newton foi um famoso cientista, físico e matemático inglês, considerado um dos mais influentes da história da ciência.
Desenvolveu a lei da gravitação universal e as três leis de Newton, que iremos aprofundar. Newton foi o primeiro a demonstrar que os movimentos dos objetos são governados pelo mesmo conjunto de leis.

Forças

Forças são interações entre corpos e estas explicam a existência de movimentos no céu e na Terra.

Força resultante → conjunto de forças que atuam sobre um corpo. Calcula-se através da soma de todas essas forças.

        As forças representam-se através de vetores.

Como se soma duas forças com o mesmo sentido e direção?

                      Fr = F1 + F2 ↔ Fr = 80 N + 100 N ↔ Fr = 180 N
A força resultante tem:

• direção e sentido iguais ao das duas forças;
• intensidade corresponde à soma das duas forças

Como se somam duas forças com a mesma direção e sentidos opostos?

                           Fr= F4 - F3 ↔ Fr= 100 N -80 N ↔ Fr= 20 N

A força resultante tem:

• direção igual à das duas forças;
• sentido igual ao da força com maior intensidade;
• intensidade igual à diferença de intensidades das duas forças;

Como se somam duas forças com direções diferentes?

            Para obter a força resultante temos de fazer a regra do paralelogramo:

1. A partir do mesmo ponto, representa-se F5 e F6
2. Pela extremidade de cada vetor, traça-se uma paralela ao outro vetor
3. Une-se o ponto inicial ao ponto de cruzamento das duas paralelas

Se as direções das duas forças fizerem entre si um ângulo de 90º, pode-se aplicar o teorema de Pitágoras:

Aceleração dos movimentos

A aceleração é a variação da velocidade, logo só existe aceleração no movimento uniformemente acelerado e movimento uniformemente retardado.

No movimento retilíneo uniformemente retardado, o valo da aceleração é negativo, pois o valor da velocidade diminui.

Distância de segurança

Quando um condutor vai na estrada e avista um obstáculo existe o tempo de reação do condutor (tempo que ele demora a colocar o pé no travão) e o tempo de travagem ( tempo que o carro demora a travar).

  

A soma da distância de reação com a distância de travagem resulta na distância de segurança.

A distância de reação e de travagem calculam-se através do cálculo das áreas das formas geométricas que estas formam num gráfico:

 Distância de reação = Vinicial x Treação  → Área do retângulo

      

        Por isso é muito importante mantermos a distância de segurança, de modo a reduzir o número de acidentes na autoestrada.

Tipos de movimentos

Movimento retílineo uniforme

No movimento retilíneo uniforme:

• a velocidade é constante, logo não há aceleração
• o cálculo do valor da velocidade é igual ao do valor da rapidez média

• a distância percorrida é igual ao valor do deslocamento
• a distância calcula-se através da fórmula: 

                       d = vxt

• Existem dois tipos de gráficos para este movimento:

   Gráfico posição-tempo:                                                            

     Gráfico velocidade-tempo:

                                                          











Movimento retilíneo uniformemente acelerado

Existe movimento retilíneo uniformemente acelerado quando o valor da velocidade aumenta sempre do mesmo modo à medida que o tempo decorre.

Movimento retilíneo uniformemente retardado

Existe movimento retilíneo uniformemente retardado quando o valor da velocidade diminui sempre do mesmo modo à medida que o tempo decorre.

Nota importante:

Os gráficos posição-tempo e velocidade-tempo não nos dão informação nenhuma sobre o relevo do solo. Por isso, se virmos um gráfico de movimento uniformemente retardado, não quer dizer que aquilo é uma descida, mas sim que a velocidade diminuiu.

          

Rapidez e Velocidade

A rapidez média  é uma grandeza escalar que corresponde à distância percorrida por unidade de tempo(m/s).

                                                                      

Aí é que te enganas meu amigo, pois a velocidade não é a mesma coisa que a rapidez média. Muitas pessoas fazem esta confusão, mas quando vamos na estrada não podemos dizer vou a esta velocidade, pois a velocidade não é apenas um valor.

A velocidade depende:

• a direção da trajetória
• o sentido da trajetória (o sentido da velocidade é o sentido do movimento)
• o ponto de aplicação (posição ocupada pelo corpo no instante considerado)
• a intensidade ou valor:

               

                 

Deslocamento e Distância

A distância corresponde à medida de todo o percurso efetuado. Na imagem de cima, na trajetória 1 percorre-se uma maior distância do que na trajetória 2. A distância é uma grandeza escalar.


O deslocamento é uma grandeza vetorial, por isso é um vetor que tem:

• a direção da reta que passa pelas posições inicial (A) e final (B)
• o sentido da posição inicial para a posição final
• a intensidade ou valor corresponde a:

             ∆x = xf - xi  

                                                                                Legenda:
                                                                         ∆x→ deslocamento
                                                                        xf→ posição final
                                                                        xi→ posição inicial                                        

                                                                                  

                                                                                                       
                                                                             

Movimento e repouso

Será que o nosso amigo Snoopy está em repouso ou em movimento?




Esta pergunta é muito interessante porque por um lado podemos afirmar que o Snoopy está em movimento em relação às árvores na paisagem, pois a sua posição em relação a estas se altera. Por outro lado, o Snoopy encontra-se em repouso em relação ao seu amigo, pois a sua posição em relação a este não se altera. 

Então do que depende o movimento e o repouso?

A condição de um corpo estar em movimento ou em repouso depende de um referencial, que é o observador da ação. 

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                                              Nesta imagem:

• o autocarro está em movimento em relação às crianças, pois a sua posição se altera em relação a estas.
• O motorista está em repouso em relação ao autocarro, pois a sua posição em relação a este não se altera.
• As crianças estão em movimento em relação ao Sol, pois  a Terra executa o movimento de translação (em volta do sol) e  como as crianças estão na Terra também estão em movimento em relação a este astro. 

Física

É verdade Snoopy! Para introduzir esta nova matéria eu decidi fazer uma pesquisa e descobri o que significava a palavra Física.

A palavra física deriva do grego antigo e significa natureza. Esta é a ciência que estuda os fenómenos da natureza, as suas relações e propriedades e ainda explica as suas consequências. 


Esta ciência permite-nos ficar a saber mais sobre o que nos rodeia, pois física está em todo o lado.