Aulas de Física
COL?GIO ESTADUAL PREFEITO MENDES DE MORAESAPOSTILA DE F?SICA – 1? ANO - 3? e 4? BIMESTRESPROFESSOR HUGOAS LEIS DE NEWTONINTRODU??OMec?nica de Newton: Em 1687, Isaac Newton formulou quatro leis físicas que juntas explicavam as causas de todos os movimentos conhecidos na época. Essas leis s?o usadas até hoje para explicar a maioria dos movimentos de nosso cotidiano. S?o elas:1? lei de Newton: lei da inércia2? lei de Newton: princípio fundamental da din?mica3? lei de Newton: lei da a??o e rea??oLei da gravita??o universalTodas as leis de Newton usam o conceito físico de for?a.For?a: corresponde à idéia intuitiva de puxar e empurrar.For?as de contato: soco, for?as de apoio de superfícies, atrito, resistência do ar, etc.For?as a dist?ncia: for?a da gravidade, for?a magnética, for?a elétrica, etc.PRIMEIRA LEI DE NEWTON: LEI DA IN?RCIATodo corpo livre da a??o de for?as mantém sua velocidade constante, permanecendo em repouso ou em movimento retilíneo uniforme (M.R.U.).Inércia = resistência a mudan?a de estado de movimento (quanto maior é a massa de um corpo, maior é a sua inércia).Exemplos:Freada de ?nibus:Derrapagem em pista com óleo:Foguete espacial sem combustível:SEGUNDA LEI DE NEWTON:PRINC?PIO FUNDAMENTAL DA DIN?MICAAs for?as aplicadas em um corpo produzem mudan?as de velocidade, ou seja, produzem acelera??o.For?a a favor do movimento: a velocidade aumenta.For?a contrária ao movimento: a velocidade diminui.For?a perpendicular ao movimento: a velocidade muda de dire??o.Exemplos:Chutando bola:Bola parando em campo gramado:Carro fazendo curva:EXERC?CIOSO enunciado abaixo se refere às quest?es 1, 2 e 3: ? Durante uma freada brusca de um carro, o veículo para em alguns segundos, mas o motorista está sem o cinto de seguran?a e vai de encontro ao vidro. O motorista vai de encontro ao vidro porque:o motorista exerce uma for?a em si mesmo que o joga para a frente;o carro exerce uma for?a no motorista que o joga para a frente;a gravidade exerce uma for?a no motorista que o joga para a frente;a velocidade do motorista se mantém constante devido à for?a que o carro exerce nele;a velocidade do motorista se mantém constante sem que nenhuma for?a o empurre.O carro para porque:n?o existe for?a para que ele continue o movimento;ele vai perdendo for?a ao longo do movimento;a inércia do carro faz com que ela pare;o solo exerce for?as no carro contrárias ao movimento.?A fun??o de um cinto de seguran?a durante uma freada é:cancelar a for?a que o carro exerce no motorista, produzindo uma desacelera??o no motorista;cancelar a for?a que o carro exerce no motorista, mantendo a velocidade do motorista constante;fazer uma for?a no motorista contrária ao seu movimento, produzindo uma desacelera??o no motorista;fazer uma for?a no motorista contrária ao seu movimento, mantendo a velocidade do motorista constante;produzir uma desacelera??o no motorista, sem exercer nenhuma for?a.Desde a Antiguidade, a maioria das pessoas acreditava que a Terra se encontrava parada no universo. Hoje sabemos que, dentro do nosso modelo de Sistema Solar, a Terra se movimenta em torno do Sol com uma velocidade de aproximadamente 30 km/s. Imagine que a Terra está se movimentando no sentido indicado pela seta da figura, e de repente ela pára. O que aconteceria com o homem indicado na figura no momento em que a Terra parasse?Pararia junto com a Terra e nada sentiria.Pararia junto com a Terra e come?aria a flutuar.Continuaria em movimento e, para alguém vendo da Terra, seria jogado para trás (no sentido contrário ao da seta).Continuaria em movimento e, para alguém vendo da Terra, seria jogado para frente (no sentido da seta).Sabemos que, quando chutamos uma bola na Terra, em algum momento ela para, mesmo que ela n?o bata em nenhum obstáculo. A bola para porque, depois de chutada:a inércia da bola faz com que ela pare;a for?a da gravidade faz com que ela pare;o solo exerce for?as na bola contrárias ao movimento;n?o existe for?a para que ela continue o movimento;ela vai perdendo for?a ao longo do movimento.Imagine que um astronauta resolva chutar uma bola no meio do espa?o, longe da Terra e de qualquer outro corpo celeste. Nesse caso, o que aconteceria com a bola?Pararia logo depois de perder o contato com o pé do astronauta.Permaneceria em movimento retilíneo com velocidade constante para sempre.Pararia depois de algum tempo.Iria cair, ou seja, faria uma curva para baixo.Faria movimentos curvos e aleatórios.(SAERJ 2012) Em uma prova de arremesso de disco, um atleta necessita girar o seu corpo para exercer um impulso, fazendo com que o objeto adquira movimento ao ser abandonado. Se essa prova fosse feita em um local onde a gravidade é nula, a trajetória descrita por esse disco seria uma:circunferência;elipse;parábola;reta;hipérbole.TERCEIRA LEI DE NEWTON: LEI DA A??O E REA??OSe um corpo A exerce uma for?a em um corpo B, o corpo B exerce uma for?a no corpo A:- com a mesma intensidade (mesmo valor numérico);- com a mesma dire??o (na mesma reta);- com sentidos opostos (setas apontando para lados diferentes).Exemplos:Soco em parede:Combustível de um foguete:3) Nata??o / barco a remo:Pessoa andando:EXERC?CIOSUma pessoa liga os motores de um carro e ele come?a a ganhar velocidade. Quem produz a for?a no carro para alterar sua velocidade?as rodas do carro;o motor do carro;o pé do motorista;a pista.Em um barco a remo, os remos empurram a água para trás e o barco vai para a frente. Isto ocorre porque:a água faz uma for?a no barco para a frente;a água faz uma for?a no barco para trás;o remo faz uma for?a no barco para a frente;o remo faz uma for?a no barco para trás;o barco faz uma for?a em si mesmo para a frente.Um pescador está dentro de um pequeno barco, como mostra a figura. O pescador deseja mover seu barco para a direita, mas como perdeu os remos, ele tem a ideia de andar pelo barco para tentar move-lo. O pescador deve andar para a direita ou para a esquerda? Justifique sua resposta.Ao iniciar uma caminhada, uma pessoa ganha velocidade, ou seja, adquire uma acelera??o. Quem produz a for?a na pessoa para gerar sua acelera??o?As pernas da pessoa.O solo.Os pés da pessoa.A gravidade da Terra.O cérebro da pessoa.LEI DA GRAVITA??O UNIVERSALToda matéria atrai matéria. Quanto maior é a massa dos corpos e quanto menor é a dist?ncia entre eles, maior é a for?a de atra??o. Esta for?a é chamada de for?a da gravidade.Obs.: a for?a da gravidade é muito pequena, por isso ela só é sentida em corpos com massa muito grande, como planetas e outros corpos celestes.For?a peso (P): é a for?a da gravidade que os planetas (e outros corpos celestes) exercem em corpos próximos a sua superfície.Fórmula da for?a peso: P = m . gOnde:P = peso do corpo (em Newtons)m = massa do corpo (em kg)g = acelera??o da gravidade do local (em m/s2)Diferen?as entre peso e massa:- a massa é uma medida da quantidade de matéria de um corpo / o peso é uma for?a atuando no corpo.- a massa só depende do corpo / o peso depende do corpo e do local.- a massa é medida em kg / o peso é medido em N (Newtons).EXERC?CIOSUm astronauta possui massa de 80 kg na Terra. Sabendo que a acelera??o da gravidade na Terra vale aproximadamente 10 m/s2 e na Lua vale aproximadamente 1,6 m/s2, determine:a massa do astronauta na Lua;o peso do astronauta na Terra;o peso do astronauta na Lua.a massa e o peso do astronauta no meio do espa?o, longe de quaisquer corpos celestes.Uma pessoa sobe em uma balan?a e afirma: “estou pesando 70 kg”. Fisicamente, esta afirma??o está correta. Se a resposta for n?o, corrija a frase.Uma pessoa na Lua aparenta estar mais leve que na Terra por que ao ir para a Lua:sua massa diminui;seu peso diminui;sua massa e seu peso diminuem;seu peso é igual a zero;sua massa é igual a zero.(SAERJ 2012) Isaac Newton foi um dos principais precursores do Iluminismo e deu, ainda, grandes contribui??es para o desenvolvimento da Ciência.Dentre as contribui??es de Newton para a Ciência, destaca-se:a formula??o do princípio da atra??o e repuls?o, no qual cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais diferentes se atraem;o estabelecimento de que uma pequena mudan?a no início de um evento pode acarretar consequências desconhecidas no futuro;a conclus?o de que todos os corpos do Universo que possuem massa atraem outros corpos que também possuem massa;o estudo da mec?nica qu?ntica que engloba os sistemas físicos cujas dimens?es s?o próximas ou abaixo da escala at?mica;a descoberta de que todos os planetas movem-se em órbita elíptica em torno do Sol, em vez de órbitas circulares.Um saco de a?úcar de 10 kg cai em dire??o à Terra, devido a a??o da for?a peso. Considere a acelera??o da gravidade da Terra igual a 9,8 m/s2.Qual é o valor da for?a peso aplicada no saco de a?úcar?A for?a peso possui for?a de rea??o? Se a resposta for sim, onde ela está aplicada, quanto ela vale e qual é o seu sentido?Um rádio de 2 kg e uma televis?o de 5 kg s?o soltos ao mesmo tempo do alto de um edifício. Neste caso, a resistência do ar é t?o pequena que pode ser desprezada, ou seja, podemos considerar que os dois objetos caem somente com a a??o da for?a peso. Considerando g = 10 m/s2, determine:o peso do rádio;o peso da televis?o;a acelera??o de queda do rádio;a acelera??o de queda da televis?o. ................
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