Forças e Movimento



Repouso e Movimento

 

O movimento de um corpo tem um significado relativo, isto é, depende do sistema que utiliza como referencial. Por exemplo, um passageiro que viaje num comboio esta em repouso em relação á pessoa que esta a seu lado mas em movimento a uma arvore que esteja fora do autocarro.

Repouso – Um corpo está em repouso quando a sua posição se mantém, ao longo do tempo, relativamente ao referencial escolhido.

Movimento – Um corpo está em moimento quando a sua posição varia ao longo do tempo em relação ao referencial escolhido.

 

Trajétoria

Trajétoria é a linha descrita por um corpo durante o seu movimento. Assim, os movimentos podem classificar-seem:

• Rectilinias

• Curvilinas

 

Distância e Deslocamento

Distância é uma grandeza escalar que se refere ao caminho percorrido por um corpo durante o seu movimento – comprimento do trajecto seguido por um corpo.

Deslocamento é uma grandeza vectorial que se refere à mudança de posição de um corpo durante o seu movimento – comprimento da linha recta que liga a posição inicial à posição final.

 

 

Rapidez Instantânea e Média

 

Rapidez instantânea é a rapidez de um corpo num determinado instante. É avaliada, por exemplo, num carro, pelo velocímetro.

Rapidez média é o valor médio da rapidez, num determinado instante. É avaliada através da seguinte expressão:  rm = d/t

Unidade de medida (S.I) – m/s  

Rapidez e Velocidade

 

Rapidez é uma grandeza escalar que dá informação sobre a taxa de variação da distância com o tempo e é determinada pelo quociente entre a distância percorrida e o tempo gasto a percorrê-la.

Velocidade é uma grandeza vectorial que dá informação sobre a taxa de variação do deslocamento com o tempo, e que se refere ao modo como um corpo muda a sua posição, isto é, fornece sobre a direcção, o sentido e o valor da velocidade.

Média	Instantanea
Valor médio de rapidez rm = d          t	Instante Velocimetro

Adição de Velocidades

Quando os corpos se movem através de um meio que também está em movimento, calcula-se a Fr.

O mesmo sentido da velocidade	Sentido contrario ao da velocidade	Uma direcção perpendicular
O valor da velocidade resultante será dado pela soma do valor das duas velocidades	O valor da velocidade resultante será  dado pela diferença do valor das duas velocidades	O valor da velocidade resultante será calculado utilizando o Teorema de Pitágoras

Aceleração

Aceleração é uma grandeza vectorial que indica o modo como varia ao longo do tempo, podendo esta diminuir ou aumentar.

   Em  movimento rectilíneo a aceleração varia quando o corpo aumenta ou diminui o valor da sua velocidade:

Quando o valor da velocidade do corpo diminui trata-se de uma Aceleração Negativa.

Quando o valor da velocidade do corpo aumenta trata-se de ma Aceleração Positiva.

Quando Rectilíneo calcula-se através de: por: m/s²

am = Δv/Δt      (=)      Δv = vf – vi      (=)      Δt = tf - ti

Movimentos Retilíneos

Movimento retilínio uniforme é um movimento cuja trajétoria é retilínea e em que o corpo percorre espaços iguais nos mesmos intervalos. 

 

Variação da posição com o tempo para movimento uniforme	Variação da velocidade com o tempo para movimento uniforme	Variação da aceleração com o tempo para o movimento uniforme
A distância percorrida é proporcional ao intervalo de tempo	O valor de velocidade é constante	O  valor de acelaração é nula nula

 

Movimento retilíneo variado – é um movimento em que o valor da velocidade do corpo aumenta ou diminui a mesma quantidade em unidade de tempo.

Características do Movimento Uniforme Variado

•  A variação do valor da velocidade é directamente proporcional ao intervalo de tempo, logo o valor da aceleração é sempre constante.
• No movimento uniformemente acelerado, os vectores velocidade aceleração  possuem a mesma direcção e sentido.
• No movimento uniformemente retardado, os vectores velocidade e aceleração possuem a mesma direção e sentidos diferentes.

Força

Força é toda a causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo ou de lhe causar deformação. As forças resultam de interacções entre os corpos, que podem ser de contacto ou de acção á distância como, por exemplo, forças gravíticas ou magnéticas.

Calculo da Forças Resultantes

A resultante das forças aplicadas num corpo é um vector cuja intensidade, direcção e sentido resultam das intensidades das forças componentes.

Forças com a mesma direção e o mesmo sentido

      A resultante das forças tem a mesma direção e o mesmo sentido das forças componentes, F1 e F2 e a sua intensidade é igual á soma da intensidade de cada uma das forças componentes.

Forças com a mesma direção e sentidos  diferentes

      A resultante das forças tem o mesmo sentido de maior intensidade e a intendade da resultante das forças é igual à difereça de intensidade das suas compunentes F1 eF2.

Forças perpendiculares entre si

   A resultante de forças , cujas componentes fazem entre si um angulo com amplitude de 90º é representada em intensidade, direcção e sentido pela diagonal do rectângulo construido sobre os vectores que representam as duas forças, F1 e F2, que o compõem. A intensidade da resultante das forças é calculada com o Teorema de Pitaguras.

leis de newton

Leis de Newton

Lei da Inercia ou 1ª Lei de Newton

      Quando, por exemplo, um carro trava bruscamente os passageiros são projectados para a frente, tendedo a manter o movimento que pussuiam antes.

      Quando o carro arranca, os passageiros são empurrados para trás, tendendo a manter a posição de repouso que pussuiam antes do carro arrancar.

      Estas situações são exemplos de uma das propriedades caracteristicas dos corpos – inércia- é a resistencia que um corpo á alteração do seu estado, quer de repouso, quer de movimento, a inércia é tanto maior quanto maior for a massa do corpo.

Lei Fundamental do Movimento 2ª Lei da Newton

      A aceleração adequirida por um corpo é dirctamente propocional á intensidade da resultante das forças que atuam sobre o corpo, tem direção e sentido da resultante de forças e é inversamente proporcional á sua massa.

   

   Expressa-se pela equação:

   Fr=mxa

   No S.I, a massa é expressa em quilogramas (kg), a aceleração em metro por segundo (m/s₂) e a intensidade da resultante das forças em (N).

Lei da Ação-Reação

Quando dois objectos interatuam, existe um par de forças com a mesma intensidade, a mesma direção mas sentidos opostos.

   As forças acção reação possuem as seguintes caracteristicas:

•A mesma linha de ação

•Sentidos opstos

•A mesma intensidade

•São aplicadas em corpos diferentes

Atrito

   Ao empurrar uma caixa sobre uma supreficie horizontal, a resistencia ao movimento é devida á existencia de uma força que possui a mesma direcção e sentidos opstos – força do atrito estático

    Quando a intensidade da força aplicada iguala a força de atrito, a caixa inicia o movimento, no entanto, a força de atrito continua a existir, pois se deixar de ser aplicada a força, a caixa pára. Esta força que existe durante o movimento designa-se – força de atrito cinético.

Momento de uma força em relação a um eixo

Para abrir uma porta terá de ser realizado um movimento em torno de eixo de rotação (dobradiças).

   Se for aplicada uma força cuja direção é paralela ao eixo de rotação a porta permanecerá imóvel.

   Se for aplicada uma força cuja direção é paralela ao eixo de rotação, a porta permanecerá imovel.

   Se for alicada uma força perpendicular ao eixo de rotação da porta a porta rodará e essa rotação será tanto mais facil quanto maior for a distancia do ponto de aplicação da força ao eixo de rotação. Assim, a rotação conseguida com o ponto mais perto do eixo de rotação é menor do que a do ponto mais longe.

Princípio de Arquimedes

Todo o corpo sólido mergulhado num fluido fica sujeito a uma força de impulsão cuja intensidade é igual ao peso do volume do fluido deslocado pelo corpo e com sentido oposto ao corpo.

 

Impulsão=peso do volume de fluido descolado

   Impulsão=peso real – peso aparente

   em que:

   Peso real é peso de um corpo no ar

   Peso aparente é o peso de um corpo quando mergulhado num liquido.

    Um corpo colocado num liquido fica sujeito á ação de duas forças com direção vertical e sentidos opostos – o peso(P) e a impulsão(I).