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Se a dinâmica não existisse isso não seria possível de ocorrer

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.

Primeira Lei de Newton ou Lei da Inércia

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

1. Por que uma pessoa, ao descer de um ônibus em movimento, precisa acompanhar o movimento do ônibus para não cair?



2. Explique a função do cinto de segurança de um carro, utilizando o conceito de inércia.



3. 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?



4. 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?



5. Se retirarmos rapidamente a placa que apoia a pedra, a pedra cai dentro do recipiente. Por que a pedra não é levada pela placa?

Segunda Lei de Newton

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)
Unidade de força no S.I: (N) Newton Exercícios Um corpo com massa de 0,6 kg foi empurrado por uma força que lhe comunicou uma aceleração de 3 m/s2. Qual o valor da força? Um caminhão com massa de 4000 kg está parado diante de um sinal luminoso. Quando o sinal fica verde, o caminhão parte em movimento acelerado e sua aceleração é de 2 m/s2. Qual o valor da força aplicada pelo motor? Sobre um corpo de 2 kg atua uma força horizontal de 8 N. Qual a aceleração que ele adquire? Uma força horizontal de 200 N age corpo que adquire a aceleração de 2 m/s2. Qual é a sua massa? Partindo do repouso, um corpo de massa 3 kg atinge a velocidade de 20 m/s em 5s. Descubra a força que agiu sobre ele nesse tempo. A velocidade de um corpo de massa 1 kg aumentou de 20 m/s para 40 m/s em 5s. Qual a força que atuou sobre esse corpo? Uma força de12 N é aplicada em um corpo de massa 50 kg. A) Qual é a aceleração produzida por essa força? B) Se a velocidade do corpo era 3 m/s quando se iniciou a ação da força, qual será o seu valor 5 s depois? Sobre um plano horizontal perfeitamente polido está apoiado, em repouso, um corpo de massa m=2 kg. Uma força horizontal de 20 N, passa a agir sobre o corpo. Qual a velocidade desse corpo após 10 s? Um corpo de massa 2 kg passa da velocidade de 7 m/s à velocidade de 13 m/s num percurso de 52 m. Calcule a força que foi aplicada sobre o corpo nesse percurso. Um automóvel, a 20 m/s, percorre 50 m até parar, quando freado. Qual a força que age no automóvel durante a frenagem? Considere a massa do automóvel igual a 1000 kg. Sob a ação de uma força constante, um corpo de massa 7 kg percorre 32 m em 4 s, a partir do repouso. Determine o valor da força aplicada no corpo. Questões Um corpo tem uma certa velocidade e está se movendo em movimento uniforme. O que deve ser feito para que a sua velocidade aumente, diminua ou mude de direção? Aplica-se a uma força de mesma intensidade sobre a massa A e sobre a massa B. Qual delas chegará primeiro à barreira? Uma pequena esfera pende de um fio preso ao teto de um trem que realiza movimento retilíneo. Explique como fica a inclinação do fio se: A) o movimento do trem for uniforme. B) o trem se acelerar. C) o trem frear. Se duas forças agirem sobre um corpo, a que condições essas forças precisam obedecer para que o corpo fique em equilíbrio? A ação do vento sobre as folhas de uma árvore pode ser consid

Terceira Lei de Newton ou Lei da Ação e Reação

A toda ação corresponde uma reação, com a mesma intensidade, mesma direção e sentidos contrários.

Exercícios

1. Dois blocos de massas m_A = 3 kg e m_B = 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.



2. 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: m_A= 8 kg e m_B= 2 kg. Determine: a) aceleração dos corpos A e B; b) a força que A exerce em B.



3. 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.
4. Dois corpos A e B, de massas m_A= 5 kg e m_B= 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.
5. 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.



6. 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.



7. Utilizando os dados do esquema acima determine: a) a aceleração do sistema; b) a tração T₁ e a tração T₂.

Questões

8. De que modo você explica o movimento de um barco a remo, utilizando a terceira lei de Newton?



9. 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?
10. Com base na terceira lei de Newton, procure explicar como um avião a jato se movimenta.



11. Um soldado, ao iniciar seu treinamento com um fuzil, recebe a seguinte recomendação: "Cuidado com o coice da arma". O que isso significa?



12. É possível mover um barco a vela, utilizando um ventilador dentro do próprio barco? Justifique.



13. O carrinho está parado quando o seu passageiro resolve jogar um pacote. O carrinho continua parado ou entra em movimento?



14. Ao corrermos sobre a Terra estamos aplicando uma força sobre o chão. Por que a Terra não se move?



15. 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?

Peso de um Corpo

O peso de um corpo é a força de atração gravitacional que a Terra, a Lua ou qualquer planeta exerce sobre ele.
	P = m.g P = peso (N) m = massa (kg) g = aceleração da gravidade (m/s2)

Deformação Elástica

Em regime elástico, a deformação sofrida por uma mola é diretamente proporcional à intensidade da força que a provoca.
	F = k.x F = força elástica (N) k = constante elástica da mola (N/cm) x = deformação da mola (cm)

Força de Atrito

Quando um corpo é arrastado sobre uma superfície rugosa, surge uma força de atrito de sentido contrário ao sentido do movimento.
	Fat = m.N Fat = força de atrito (N) m = coeficiente de atrito N = força normal (N)
N = m.g Sobre um corpo no qual aplicamos uma força F, temos: F -Fat = m.a

exercícios

1. Um bloco de massa 8 kg é puxado por uma força horizontal de 20N. Sabendo que a força de atrito entre o bloco e a superfície é de 2N, calcule a aceleração a que fica sujeito o bloco. Dado: g = 10 m/s².



2. Um bloco de massa 10 kg movimenta-se numa mesa horizontal sob a ação de uma força horizontal de 30 N. A força de atrito entre o bloco e a mesa vale 20 N. Determine a aceleração do corpo.
3. Um corpo de massa m = 5 kg é puxado horizontalmente sobre uma mesa por uma força F = 15 N. O coeficiente de atrito entre o corpo e a mesa é = 0,2. Determine a aceleração do corpo. Considere g = 10 m/s³.
4. Um bloco de massa 2 kg é deslocado horizontalmente por uma força F = 10 N, sobre um plano horizontal. A aceleração do bloco é 0,5 m/s². Calcule a força de atrito.
5. Um sólido de massa 5 kg é puxado sobre um plano horizontal por uma força horizontal de 25 N. O coeficiente de atrito entre o sólido e o plano é 0,2. A) Qual a força de atrito? B) Qual é a aceleração do corpo? Dado: g = 10 m/s².
6. Um corpo de massa igual a 5 kg, repousa sobre um plano horizontal. O coeficiente de atrito entre o corpo e o plano é 0,1. Que força horizontal deve ser aplicada para se obter uma aceleração de 3 m/s²?
7. Um corpo de massa 6 kg é lançado com velocidade inicial de 8 m/s. Determine a distância que o corpo percorrerá até parar, sabendo que o coeficiente de atrito entre o corpo e a superfície é 0,1. Adote g = 10 m/s².



8. Um pequeno bloco de massa 20 kg, em movimento com a velocidade de 20 m/s, atinge uma superfície áspera onde a força de atrito vale 8 N. Determine a distância percorrida pelo bloco até parar.
9. Um carro de massa 900 kg e velocidade de 30 m/s freia bruscamente e pára em 3 s. Calcule a força de atrito.
10. Uma força horizontal de 10 N arrasta um corpo de massa 2,5 kg, que estava inicialmente em repouso, deslocando-o 3 m, em uma superfície horizontal. A velocidade final do corpo é 2 m/s. Qual a força de atrito entre o corpo e a superfície?

Questões

11. Explique o que é atrito.
12. Cite os principais fatores que influem no atrito.
13. Como o atrito pode ser reduzido?



14. O atrito é necessário para caminharmos? Por quê?
15. Cite as vantagens e desvantagens do atrito.
16. Um guarda-roupa está sendo empurrado por uma pessoa e se desloca com velocidade constante. Existe outra força atuando no guarda-roupa? Justifique.
17. No espaço não existe atrito algum. Será que uma nave espacial pode manter velocidade constante com os motores desligados?



18. Na superfície congelada de um lago, praticamente não existe atrito. Um carro poderia mover-se sobre uma superfície assim?

curisodidade

2ª Lei de Newton: Princípio Fundamental da Dinâmica

Newton conseguiu estabelecer, com sua 1ª lei, a relação entre força e movimento. Entretanto, ele mesmo percebeu que apenas essa lei não era suficiente, pois exprimia somente uma relação qualitativa entre força e movimento: a força altera o estado de movimento de um corpo. Mas, com que intensidade? Como podemos relacionar matematicamente as grandezas envolvidas?

Nessa 2º lei, o princípio fundamental da dinâmica, ou 2º princípio, as idéias centrais são as mesmas do 1º princípio, só que formalizadas agora com o auxílio de uma expressão matemática, como segue:


A resultante das forças que atuam sobre um corpo de massa m comunica ao mesmo uma aceleração resultante , na mesma direção e sentido de . Esse resultado era de se esperar, já que, como foi visto, uma força , ao atuar sobre um corpo, alterava sua velocidade . Se modifica sua velocidade, está transmitindo ao corpo uma determinada aceleração .

Da segunda lei podemos relacionar a força resultante e a aceleração adquirida pelo corpo , como é mostrado na figura.

• Peso de um corpo: Como já foi visto em cinemática, qualquer corpo próximo à superfície da Terra é atraído por ela e adquire uma aceleração cujo valor independe da massa do corpo em questão, denominada aceleração da gravidade g.

Se o corpo adquire uma certa aceleração, isso significa que sobre o mesmo atuou uma força. No caso, diremos que a Terra atrai o corpo e chamaremos de peso do corpo à força com que ele é atraído pela Terra. De acordo com o 2º princípio, podemos escrever:



• UNIDADES DE FORÇA: Serão apresentadas aqui três unidades utilizadas para se exprimir o valor de uma força em três diferentes sistemas de unidades: o CGS, o MKS (Sistema Internacional de Unidades) e o MK*S (MKS técnico). A tendência atual da ciência se concentra na utilização do sistema internacional. Essa é também a tendência que se revela nos grandes vestibulares realizados no país. No quadro a seguir, apresentamos as unidades fundamentais de cada sistema, bem como as unidades de força de cada um deles.

SISTEMA	COMPRIMENTO	MASSA	TEMPO	FORÇA
SI (MKS)	m	kg	s	kg . m/s = ( N ) (newton)
CGS	cm	g	s	g . cm/s 2 (dina) (dyn)
MK*S	m	utm	s	utm . m/s 2 (quilograma-força) (kgf)

As definições de dina (d) newton (N) e quilograma-força (kgf) derivam da 2ª lei de Newton, como veremos:

• Um dina corresponde à intensidade da força que, aplicada a um corpo de massa 1 g , comunica ao mesmo uma aceleração de 1 cm/s 2 . F = m.a Þ F = 1g . 1cm/s 2 Þ F = 1 d

• Um newton é a intensidade da força que, aplicada a um corpo de massa 1 kg , transmite ao mesmo uma aceleração de 1 m/s 2 . F = m . a Þ F = 1 kg . 1 m/s 2 Þ F = 1 N

• Um quilograma-força corresponde ao peso de um corpo de massa 1 kg num local onde g = 9,8 m/s 2 . F = m.a Þ F = 1kg . 9,8m/s 2 Þ F = 9,8 N Þ F = 1 kgf

Obs. 1N = 10 5 d e 1kgf = 9,8 N

• DINAMÔMETRO: Chama-se dinamômetro todo aparelho graduado de forma a indicar a intensidade da força aplicada em um dos seus extremos. Internamente, o dinamômetro é dotado de uma mola que se distende à medida que se aplica a ele uma força. No caso da figura abaixo, está sendo aplicada ao dinamômetro uma força de intensidade 3 N. O dinamômetro será ideal se tiver massa desprezível.

Veja Mais! Primeira Lei de Newton - Princípio da Inércia
Princípios da Dinâmica
Terceira Lei de Newton - Lei da Ação e Reação