Fís. Semana. Leonardo Gomes (Guilherme Brigagão)

Transcrição

1 Semana 7 Leonardo Gomes (Guilherme Brigagão) Este conteúdo pertence ao Descomplica. Está vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

2 CRONOGRAMA 06/03 Lançamento vertical e queda Livre 08/03 Lançamento vertical e queda Livre 8:00 Exercícios de lançamento vertical e queda livre 11:00 13/03 Lançamentos horizontal e oblíquo 15/03 Lançamentos horizontal e oblíquo Exercícios de lançamentos no vácuo 08:00 11:00

3 20/03 Cinemática vetorial 22/03 Cinemática vetorial Movimento circular uniforme 08:00 11:00 27/03 Transmissão de movimento 29/03 Transmissão de movimento Leis de Newton 08:00 11:00

4 Leis de Newton 29 mar 01. Resumo 02. Exercícios de Aula 03. Exercícios de Casa 04. Questão Contexto

5 RESUMO As Leis de Newton são utilizadas principalmente no estudo da Dinâmica, que é a parte da Mecânica que estuda as causas que produzem e modificam os movimentos. repouso ou MRU. Quando um cavalo está em movimento e dá uma pausa brusca, o cavaleiro é projetado para frente por inércia. Da mesma forma, ao acelerar um carro, a pessoa sente suas costas fazendo uma força contra o banco. Massa Grandeza escalar que indica a quantidade de matéria em um corpo. Essa quantidade de matéria é determinada através da comparação com um valor padrão da matéria (1 quilograma, 1 grama, etc.). No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade padrão da massa é o Kg (quilograma). 2ª Lei de Newton Princípio Fundamental da Dinâmica A resultante das forças aplicadas a um ponto material de massa m produz uma aceleração tal que: Força Força é a causa que produz num corpo variação da velocidade, ou melhor, produz aceleração. E quando é dito variação da velocidade também pode ser considerado o ato de apenas mover algo que antes estava parado. 1ª Lei de Newton Princípio da Inércia Os vetores força e aceleração têm sempre mesma direção e sentido, pois a massa é sempre positiva. A unidade padrão no SI para a Força é o Newton (N = Kg.m/s²). 3ª Lei de Newton Ação e Reação Quando um corpo A exerce uma força num corpo B, este exerce um A uma outra força.essas forças terão mesma intensidade, direção e sentidos opostos. = 40 Um corpo, livre de forças externas (ou com a resultante delas sendo igual a zero) estará realizando um MRU ou estará em repouso. A inércia é uma propriedade da matéria que consiste na resistência ao estado de movimento, seja ele o EXERCÍCIOS DE AULA 1. Na parte final de seu livro Discursos e demonstrações concernentes a duas novas ciências, publicado em 1638, Galileu Galilei trata do movimento do projétil da seguinte maneira: Suponhamos um corpo qualquer, lançado ao longo de um plano horizontal, sem atrito; sabemos que esse corpo se moverá indefinidamente ao longo desse plano, com um movimento uniforme e perpétuo, se tal plano for limitado.

6 O princípio físico com o qual se pode relacionar o trecho destacado acima é: a) o princípio da inércia ou primeira lei de Newton. b) o princípio fundamental da Dinâmica ou Segunda Lei de Newton. c) o princípio da ação e reação ou terceira Lei de Newton. d) a Lei da gravitação Universal. e) o princípio da energia cinética 2. Aristóteles afirmava que o lugar natural do corpo é o repouso, ou seja, quando um corpo adquire velocidade, sua tendência natural é voltar ao repouso (daí a explicação dos antigos filósofos de que os corpos celestes deveriam ser empurrados por anjos...). Em oposição ao que afirmava Aristóteles, Galileu elaborou a hipótese de que não há necessidade de forças para manter um corpo com velocidade constante, pois uma aceleração nula está necessariamente associada a uma força resultante nula. Com base no texto e em seus conhecimentos, considere as afirmativas abaixo. I. Quando, sobre uma partícula, estão aplicadas diversas forças cuja resultante é zero, ela está necessariamente em repouso (v = 0). II. Quando, sobre uma partícula, estão aplicadas diversas forças cuja resultante é zero, ela necessariamente está em movimento retilíneo e uniforme (v 0). III. Quando é alterado o estado de movimento de uma partícula, a resultante das forças exercidas sobre ela é necessariamente diferente de zero. A(s) afirmativa(s) que se aplica(m) a qualquer sistema de referência inercial é (são): 41 a) apenas a I. b) apenas a III. c) apenas a I e a II. d) apenas a II e a III. e) I, II e III. 3. Três blocos, A, B e C, deslizam sobre uma superfície horizontal cujo atrito com estes corpos é desprezível, puxados por uma força F de intensidade 6,0N. A aceleração do sistema é de 0,60m/s2, e as massas de A e B são respectivamente 2,0kg e 5,0kg. A massa do corpo C vale, em kg, a) 1,0 b) 3,0 c) 5,0 d) 6,0 e) 10

7 4. Um corpo de 4 kg descreve uma trajetória retilínea que obedece à seguinte equação horária: x=2+2t+4t², em que x é medido em metros e t em segundos. Conclui-se que a intensidade da força resultante do corpo em newtons vale: a) 16 b) 64 c) 4 d) 8 e) Considere três corpos, A, B e C com as respectivas massas: m A = 4 kg, m B = 2 kg e m C = 6 kg, que são acelerados por uma força de intensidade de 12 N e que se encontram em uma superfície horizontal e lisa, conforme as duas situações apresentadas nas figuras a seguir: A partir das situações dadas, assinale a alternativa correta: a) Nas situações 1 e 2, a força resultante que atua no bloco B não se altera. b) Nas situações 1 e 2, a aceleração do conjunto se altera. c) A força que o bloco A exercerá no bloco B (situação 1) é a mesma que o bloco C exercerá no bloco B(situação 2). d) A força que o bloco B exercerá no bloco C (situação 1) é a mesma que o bloco B exercerá no bloco A(situação 2). e) Em qualquer situação a força que cada bloco exercerá sobre o outro será sempre a mesma. 42 EXERCÍCIOS PARA CASA 1. Fazendo compras num supermercado, um estudante utiliza dois carrinhos. Empurra o primeiro, de massa m, com uma força F, horizontal, o qual, por sua vez, empurra outro de massa M sobre um assoalho plano e horizontal. Se o atrito entre os carrinhos e o assoalho puder ser desprezado, pode-se afirmar que a força que está aplicada sobre o segundo carrinho é: a) F b) MF/(m + M) c) F(m + M)/M d) F/2 e) outra expressão diferente.

8 2. Os princípios básicos da mecânica foram estabelecidos por Newton e publicados em 1686, sob o título Princípios matemáticos da filosofia natural. Com base nestes princípios, é correto afirmar: a) A aceleração de um corpo em queda livre depende da massa desse corpo. b) As forças de ação e reação são forças de mesmo módulo e estão aplicadas em um mesmo corpo. c) A massa de um corpo é uma propriedade intrínseca desse corpo. d) As leis de Newton são válidas somente para referenciais inerciais. e) Quanto maior for a massa de um corpo, maior será a sua inércia. f) A lei da inércia, que é uma síntese das ideias de Galileu sobre a inércia, afirma que, para manter um corpo em movimento retilíneo uniforme, é necessária a ação de uma força 3. Considere o movimento de um veículo, totalmente fechado, sobre uma estrada perfeitamente plana e horizontal. Nesse contexto, o solo constitui um sistema de referência inercial, e o campo gravitacional é considerado uniforme na região. Suponha que você se encontre sentado no interior desse veículo, sem poder observar nada do que acontece do lado de fora. Analise as seguintes afirmações relativas à situação descrita. I) Se o movimento do veículo fosse retilíneo e uniforme, o resultado de qualquer experimento mecânico realizado no interior do veículo em movimento seria idêntico ao obtido no interior do veículo parado. II) Se o movimento do veículo fosse acelerado para a frente, você perceberia seu tronco se inclinando involuntariamente para trás. III) Se o movimento do veículo fosse acelerado para a direita, você perceberia seu tronco se inclinando involuntariamente para a esquerda. 43 Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas I e II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 4. Você é passageiro num carro e, imprudentemente, não está usando o cinto de segurança. Sem variar o módulo da velocidade, o carro faz uma curva fechada para a esquerda e você se choca contra a porta do lado direito do carro. Considere as seguintes análises da situação: I) Antes e depois da colisão com a porta, há uma força para a direita empurrando você contra a porta. II) Por causa da lei de inércia, você tem a tendência de continuar em linha reta, de modo que a porta, que está fazendo uma curva para a esquerda, exerce uma força sobre você para a esquerda, no momento da colisão. III) Por causa da curva, sua tendência é cair para a esquerda.

9 Assinale a resposta correta: a) Nenhuma das análises é verdadeira. b) As análises II e III são verdadeiras. c) Somente a análise I é verdadeira. d) Somente a análise II é verdadeira. e) Somente a análise III é verdadeira. 5. A figura abaixo mostra a força em função da aceleração para três diferentes corpos, 1, 2 e 3. Sobre esses corpos é correto afirmar que: a) o corpo 1 tem a menor inércia. b) o corpo 3 tem a maior inércia. c) o corpo 2 tem a menor inércia. d) o corpo 1 tem a maior inércia. e) o corpo 2 tem a maior inércia O gráfico mostra a variação da velocidade de um carro desde um instante zero no qual o motorista começa a frear, até o instante T, no qual o carro para. O motorista imprime ao carro uma desaceleração constante de 3,0 m/s² e a massa do carro é igual a 1000 kg. Calcule o valor: a) de T. b) da força resultante que atua sobre o carro durante a frenagem.

10 QUESTÃO CONTEXTO Um barman empurra um copo de whisky igual a 0,45 kg ao longo de um balcão liso e horizontal. Quando o copo deixa a sua mão, ela possui velocidade de 2,8 m/s, que depois diminui por causa do atrito horizontal constante exercido pela superfície superior do balcão. O copo percorre uma distância de 1,0m até parar. Determine o módulo, a direção e o sentido da força de atrito que atua no copo. GABARITO 01. Exercícios para aula 1. a 2. b 3. d 4. e 5. a 03. Questão contexto Fat = 1,764N direção horizontal sentido oposto ao movimento da garrafa Exercícios para casa 1. b 2. c, d, e 3. e 4. d 5. d 6. a) T=10s ; b) F=3000N