sábado, 16 de agosto de 2008
O termo dinâmica é provindo do grego dynamike, significa forte. Em física, a dinâmica é um ramo da mecânica que estuda as relações entre as forças e os movimentos que são produzidos por estas.
A princípio Galileu começou o estudo e observação desta área. Porém, Isaac Newton foi quem enunciou os seus princípios fundamentais.
O Princípio fundamental da Inércia
O princípio fundamental da inércia diz que o movimento de um ponto material que não está submetido a nenhuma força ou a resultante de forças é nula, é um movimento retilíneo uniforme ou ausência de movimento. Este também é chamado de Primeira Lei de Newton (Conhecida também como Lei da inércia). Antes de se fazer um estudo das leis de Newton, é necessário que se entenda o conceito de equilíbrio.
O Princípio fundamental da dinâmica
O princípio fundamental da dinâmica enuncia que a taxa de variação no tempo da quantidade de movimento de um ponto material é igual à soma das forças aplicadas neste ponto. Este princípio é chamado também de Segunda Lei de Newton.
O Princípio fundamental da ação e da reação
O princípio da ação e reação afirma que se um determinado ponto material denominado “A” exerce uma força sobre um outro ponto material denominado “B”. Então o ponto material “B” , exercerá sobre o ponto material “A” uma força igual, porém oposta. A este princípio chamamos de Terceira Lei de Newton (Conhecida também como Lei da ação e reação)
As leis da dinâmica
O princípio fundamental da inércia e o princípio fundamental da dinâmica são exatos em certos referenciais galileanos. O princípio fundamental da inércia, o princípio fundamental da dinâmica e o princípio fundamental de ação e reação, são válidos tanto na mecânica clássica, quanto na mecânica relativística.
Na mecânica relativística porém, as leis da mecânica de Newton podem ser tratadas como um caso especial. Por exemplo, são consideradas verdadeiras se a velocidade do movimento do corpo estudado é muito menor do que a velocidade da luz.
A dinâmica então é a parte da física que estuda os movimentos e as suas causas.
Sir Isaac Newton (Woolsthorpe, 4 de Janeiro de 1643 — Londres, 31 de Março de 1727[1]) foi um cientista inglês, mais reconhecido como físico e matemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista e filósofo natural. Newton é o autor da obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicada em 1687, que descreve a lei da gravitação universal e as Leis de Newton — as três leis dos corpos em movimento que assentaram-se como fundamento da mecânica clássica.
Ao demonstrar a consistência que havia entre o sistema por si idealizado e as leis de Kepler do movimento dos planetas, foi o primeiro a demonstrar que o movimento de objetos, tanto na Terra como em outros corpos celestes, são governados pelo mesmo conjunto de leis naturais. O poder unificador e profético de suas leis era centrado na revolução científica, no avanço do heliocentrismo e na difundida noção de que a investigação racional pode revelar o funcionamento mais intrínseco da natureza.
Em uma pesquisa promovida pela renomada instituição Royal Society, Newton foi considerado o cientista que causou maior impacto na história da ciência[2].
De personalidade sóbria, fechada e solitária, para ele, a função da ciência era descobrir leis universais e enunciá-las de forma precisa e racional.
Inércia é a propriedade comum a todos os corpos materiais, mediante a qual eles tendem a manter o seu estado de movimento ou de repouso.
Um corpo livre da ação de forças permanece em repouso (se já estiver em repouso) ou em movimento retilíneo uniforme (se já estiver em movimento).
Questões
- Por que uma pessoa, ao descer de um ônibus em movimento, precisa acompanhar o movimento do ônibus para não cair?
- Explique a função do cinto de segurança de um carro, utilizando o conceito de inércia.
- Um foguete está com os motores ligados e movimenta-se no espaço, longe de qualquer planeta. Em certo momento, os motores são desligados. O que irá ocorrer? Por qual lei da física isso se explica?
- O carrinho da figura acima se move para a direita. Dentro do tubo azul existe uma mola que lança a bola amarela para cima. Qual a condição para que a bola, após subir, volte a cair dentro do tubo azul?
- Se retirarmos rapidamente a placa que apoia a pedra, a pedra cai dentro do recipiente. Por que a pedra não é levada pela placa?
A resultante das forças que agem sobre um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida. | |||||||||
F = m.a F = força (N) m = massa (kg) a = aceleração (m/s2) | |||||||||
Exercícios
Questões |
A toda ação corresponde uma reação, com a mesma intensidade, mesma direção e sentidos contrários.
Exercícios
- Dois blocos de massas mA = 3 kg e mB = 2 kg, apoiados sobre uma superfície horizontal perfeitamente lisa, são empurrados por uma força F de 20 N, conforme indica a figura acima. Determine a aceleração do conjunto.
- Os corpos A e B encontram-se apoiados sobre uma superfície horizontal plana perfeitamente lisa. Uma força F de 40 N é aplicada em A conforme indica a figura. Dados: mA= 8 kg e mB= 2 kg. Determine: a) aceleração dos corpos A e B; b) a força que A exerce em B.
- Dois corpos 1 e 2, de massas m1= 6 kg e m2= 4 kg estão interligados por um fio ideal. A superfície de apoio é horizontal e perfeitamente lisa. Aplica-se em 2 uma força horizontal de 20 N, conforme indica a figura acima. Determine: a) a aceleração do conjunto; b) a força de tração no fio.
- Dois corpos A e B, de massas mA= 5 kg e mB= 10 kg estão interligados por um fio ideal. A superfície de apoio é horizontal e perfeitamente lisa. Aplica-se em B uma força horizontal de 30 N. Determine: a) a aceleração do conjunto; b) a força de tração no fio.
- Dois corpos A e B de massas respectivamente iguais à 5 kg e 3 kg, interligados por um fio de massa desprezível, são puxadas sobre um plano horizontal liso por uma força horizontal F. A aceleração do conjunto é de 6 m/s2. Determine: a) a força F; b) a força de tração no fio.
- Na situação do esquema acima, não há atrito entre os blocos e o plano, m1=8kg e m2=2kg. Sabe-se que o fio que une 1 com 2 suporta, sem romper-se uma tração de 32N. Calcule a força admissível à força F, para que o fio não se rompa.
- Utilizando os dados do esquema acima determine: a) a aceleração do sistema; b) a tração T1 e a tração T2.
- De que modo você explica o movimento de um barco a remo, utilizando a terceira lei de Newton?
- Um carro pequeno colide com um grande caminhão carregado. Você acha que a força exercida pelo carro no caminhão é maior, menor ou igual à força exercida pelo caminhão no carro?
- Com base na terceira lei de Newton, procure explicar como um avião a jato se movimenta.
- Um soldado, ao iniciar seu treinamento com um fuzil, recebe a seguinte recomendação: "Cuidado com o coice da arma". O que isso significa?
- É possível mover um barco a vela, utilizando um ventilador dentro do próprio barco? Justifique.
- O carrinho está parado quando o seu passageiro resolve jogar um pacote. O carrinho continua parado ou entra em movimento?
- Ao corrermos sobre a Terra estamos aplicando uma força sobre o chão. Por que a Terra não se move?
- Suponha que um carro esteja sobre uma pista de rolamentos. O que irá acontecer com o carro e com a pista quando o carro se movimentar?
Questões