DINÂMICA

Dinâmica - É a parte da Mecânica que analisa os movimentos, fazendo as relações entre causas e efeitos. O estudo dos movimentos que relacionam as causas e os efeitos é a essência da Dinâmica. Conceitos primitivos como os de força e de energia serão associados aos movimentos, além dos conceitos já estudados na Cinemática. Portanto, daqui em diante, as razões pelas quais os móveis adquirem ou modificam suas velocidades passarão a ser estudadas e relacionadas com as respectivas consequências.

Força - Para se compreender o conceito de força, que é algo intuitivo, pode-se basear em dois tipos de efeitos, dos quais ela é causa: • Deformação: efeito estático da força; o corpo sofre uma modificação em seu formato, sob a ação da força.

Aceleração - efeito dinâmico da força, em que o corpo altera a sua velocidade vetorial, isto é, varia pelo menos umas das seguintes características da velocidade: direção, sentido e módulo, quando sujeito à ação da força. Nesta parte da mecânica que passaremos a estudar propomo-nos a responder a uma pergunta, talvez das mais antigas feitas pelo homem: como se relacionam forças e movimento? Uma das respostas, dada por Aristóteles (século IV a.C.), pode ser sintetizada como se segue: é impossível a um corpo se deslocar na ausência de forças. À primeira vista, essa parece resumir de forma simples um fato bem conhecido. Esse fato pode ser, por exemplo, puxar uma cadeira: enquanto você a puxa, ela anda; ao você parar de puxar, ela pára. Entretanto, se nos prendermos a análises desse tipo, imediatistas e simplórias, seremos levados a acreditar que a conclusão de Aristóteles estava certa. E essa conclusão perdurou por aproximadamente 2 000 anos, pois apenas no fim do século XVI, com Galileu, e no século XVII, com Newton, é que caíram por terra os postulados aristotélicos do movimento.

LEIS DO MOVIMENTO DE NEWTON: Então, como se relacionam força e movimento? A resposta só poderá ser dada, na sua forma mais clara, após a apresentação das leis do movimento de Newton, que passaremos a analisar a seguir.

ACELERAÇÃO

Aceleração Escalar Média - Considere um automóvel em uma rodovia seguindo o sentido da trajetória. Suponhamos que às 12 horas e 45 minutos o velocímetro do veículo marcou 20 km/h (velocidade instantânea) e que em outro instante, às 12 horas e 50 minutos, ele marcou 100 km (velocidade instantânea). Notemos que a velocidade escalar instantânea sofre uma variação em duas medições do velocímetro. Entre a primeira e a segunda leitura temos uma variação de tempo (∆t) de 5 minutos e a velocidade escalar instantânea variou de 20 km / h para 100 km /h, ou seja, segundo as duas indicações do velocímetro nos dois intervalos de tempo temos que, a variação da velocidade (∆v) foi de 80 km/h. Assim o veículo teve uma variação da velocidade de 80 km/h em 5 minutos. Significando que, em media, a velocidade escalar instantânea variou 16 km/h em cada minuto. Essa grandeza é chamada de Aceleração escalar Média. Aceleração Escalar Média entre dois instantes é a variação de uma velocidade escalar instantânea ocorrida, em média, por unidade de tempo:

Aceleração Escalar Instantânea - Devemos fazer a mesma observação feita na velocidade escalar média. Quando dizemos que o automóvel sofre uma velocidade escalar instantânea, variando de 16 km/h por minuto, não significa que em todos os instantes desse percurso a velocidade escalar instantânea tenha necessariamente variado 16 km/h em cada minuto. O que sabemos é que, em média, a variação foi de 60 km/h. A medida da taxa de variação da velocidade escalar com o tempo, feita num instante, é a Aceleração Escalar Instantânea, que é simbolizada por a. Com relação à unidade de medida da aceleração, é sempre quociente de uma unidade de velocidade por uma de tempo. Assim, no SI, temos:

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3ª LEI DE NEWTON

Quando dois corpos A e B interagem, se A aplica sobre B uma força, esse último corpo aplicará sobre A uma outra força de mesma intensidade, mesma direção e sentido contrário.

Atenção: É importante ressaltar que ação e reação nunca se anulam, pois atuam sempre em corpos diferentes. A seguir, algumas situações analisadas a partir dessa 3ª lei de Newton

Exemplo 1: Um indivíduo dá um soco numa parede. Exemplo 2: Um nadador impele a água para trás com auxílio das mãos e dos pés.

A reação da parede sobre sua mão é • ALGUMAS FORÇAS PARTICULARES: Apresentarei a seguir algumas das forças que aparecerão com maior frequência nos exercícios de dinâmica. • Força de reação normal N : É a força de contato entre um corpo e a superfície na qual ele se apoia, que se caracteriza por ter direção sempre perpendicular ao plano de apoio. A figura abaixo apresenta um bloco que está apoiado sobre uma mesa.

Força de tração ou tensão T : É a força de contato que aparecerá sempre que um corpo estiver preso a um fio (corda, cabo). Caracteriza-se por ter sempre a mesma direção do fio e atuar no sentido em que se tracione o fio. Na sequência de figuras abaixo, representamos a força de tração T que atua num fio que mantém um corpo preso ao teto de uma sala.

Se o fio for ideal (massa desprezível e inextensível), a força de tração T terá o mesmo valor em todos os pontos. O fio ideal transmite integralmente a força aplicada em um dos seus extremos. Na figura abaixo vemos um operador aplicando uma força de intensidade 10 N, ao puxar um bloco. O fio, que é ideal, transmite a força integralmente ao bloco.

Força de atrito: Seja A um bloco inicialmente em repouso sobre um plano e apliquemos a esse corpo a força F , como se vê na figura. Verificamos que mesmo tendo sido aplicada ao corpo uma força, esse corpo não se moverá. Se isso ocorre, concluímos que sobre o mesmo estará agindo outra força, de mesmo módulo e em sentido oposto a F (figura abaixo). A essa força denominaremos força de atrito Fat. Podemos, a seguir, aumentar gradativamente o valor da força F, a intensidade da força de atrito também aumentou, de tal forma que a resultante das forças atuantes no bloco .

Mas a prática nos mostra que, a partir de um determinado momento, o bloco passa a se deslocar no sentido da força F . A interpretação desse fenômeno é a seguinte: Embora a intensidade da força de atrito possa aumentar à medida que aumentamos a intensidade da força solicitante F , a força de atrito atinge um determinado valor máximo; a partir desse momento, a tendência do bloco é sair do repouso. O valor máximo atingido pela força de atrito na fase estática é diretamente proporcional à intensidade da reação normal N do bloco. Esse resultado, experimental, pode ser expresso na forma:

Nesta expressão, m e é o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície. Uma vez atingido o valor máximo da força de atrito, se aumentarmos a intensidade da força F , o corpo entrará em movimento acelerado, no sentido de F . Nessa segunda fase, denominada dinâmica, a intensidade da força de atrito será menor que o valor máximo da força de atrito estático e seu valor poderá ser considerado constante para facilitar a resolução de problemas. Caso o examinador, ao se referir à existência de atrito entre duas superfícies, não faça referência explícita ao coeficiente de atrito dinâmico ou estático, deveremos considerar m e = m d .O gráfico abaixo nos dará uma idéia aproximada de como esta força age.

obs. A força de atrito (estático ou dinâmico) não depende da área de contato entre as superfícies. Assim nas figuras abaixo, onde os dois blocos são idênticos e F também, as força de atrito tanto em 1 como em 2, são iguais, apesar de as superfícies em contato serem diferentes.

No esquema da figura, vemos a montagem da chamada máquina de Atwood: dois corpos A e B, de massa mA e mB, ligados entre si por um fio (1) ideal que passa através da polia ideal P (sem atrito e massa desprezível). O conjunto está preso ao teto por outro fio (2), também ideal. É evidente que, para que o sistema adquira uma determinada aceleração a, será necessário que mA # mB; nesse caso, abandonando-se o sistema, este entrará em movimento, de tal forma que o corpo "mais pesado" descerá, puxando o "mais leve" para cima.
Sendo inextensível o fio, ambos os corpos irão deslocar-se com acelerações de mesmo módulo, porém em sentidos opostos. A solução de problemas que envolvam tal tipo de montagem não exigirá nada além de isolar os corpos e analisar as forças que agem em cada um e finalmente equacionar através da 2ª lei de Newton.

Fonte : http://www.brasilescola.com/fisica/terceira-lei-newton.htm

2ª LEI DE NEWTON

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

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.
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.

Fonte : http://www.brasilescola.com/fisica/segunda-lei-newton.htm

1ª LEI DE NEWTON

1ª Lei de Newton (princípio da inércia): Quando a resultante das forças que atuam sobre um corpo for nula, esse corpo permanecerá em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Antes de passarmos à discussão das idéias contidas nesse 1º princípio, vejamos o significado de suas palavras. A expressão “resultante das forças que atuam sobre um corpo for nula” é, para nós, sinônimo de equilíbrio. Esse equilíbrio pode manifestar-se de duas formas: R = 0 => equilíbrio Mas perceba que, no enunciado da lei, Newton apresenta, em primeira análise, dois fatos decorrentes da situação “resultante das forças nula” (R = 0): • O corpo permanece em repouso. Não discutiremos essa idéia, por se tratar do resultado mais simples e intuitivo contido na 1ª lei. • O corpo permanece em movimento retilíneo uniforme. Nessa segunda parte do enunciado, Newton contra diz Aristóteles na medida em que passa a admitir a possibilidade de movimento na “ausência de forças” (R = 0) : Isso, como vimos, era categoricamente negado por Aristóteles. Vejamos como podemos chegar a essa mesma conclusão, através da experiência a seguir: Se um ponto material estiver livre da ação de forças, sua velocidade vetorial permanece constante. Galileu, estudando uma esfera em repouso sobre um plano horizontal, observou que, empurrando-a com determinada força, ela se movimentava. Cessando o empurrão (força), a esfera continuava a se mover até percorrer determinada distância. Verificou, portanto, que a esfera continuava em movimento sem a ação de uma força e que a esfera parava em virtude do atrito entre a esfera e o plano horizontal. Polindo o plano horizontal, observou que o corpo se movimentava durante um percurso maior após cessar o empurrão. Se pudesse eliminar completamente o atrito, a esfera continuaria a se movimentar, por inércia, indefinidamente, sem retardamento, isto é, em movimento retilíneo e uniforme.

A figura logo acima representa uma nave espacial livre de ações gravitacionais significativas do resto do universo. Com seus motores desligados, a força propulsora da nave é nula, porém ela mantém o seu movimento com velocidade constante, segundo o princípio da inércia. Analisemos agora o caso de um bloco preso a um fio, que está atado a um pino fixo em uma mesa horizontal e perfeitamente lisa. Posto em movimento, esse bloco passará a se deslocar em movimento circular uniforme em torno do pino, como vemos na figura.

Embora o valor da velocidade venha a permanecer constante, podemos perceber que a direção de v é alterada de ponto para ponto da trajetória, graças à ação do fio sobre o corpo, ou seja, o fio é responsável pela presença de uma força F , perpendicular à direção de v , é incapaz de alterar o valor da velocidade, mas altera a direção da velocidade v . A partir dos exemplos do bloco, podemos perceber que, sempre que alterarmos o estado de movimento de um corpo, ou, em outras palavras, sempre que alterarmos a velocidade vetorial v de um corpo, é necessário que sobre o mesmo atue uma força F . Generalizando temos: Força F será toda ação capaz de alterar a velocidade vetorial v de um corpo.

Fonte : http://www.brasilescola.com/fisica/primeira-lei-newton.htm

PROPRIEDADES FÍSICAS

PROPRIEDADES FÍSICAS

Uma propriedade física pode dizer inicialmente que é ama propriedade geral, ou seja, que não está ligada em particular a nenhuma substância.
A questão de uma propriedade é física ou química, é uma questão está sempre relacionada empecilho de classificar a propriedade tanto de um jeito como de outro. Podemos de certa forma conhecer algumas propriedades física pela seguinte lista: massa, volume, massa específica, índice de refração, etc.

MASSA - é uma grandeza fundamental da física, antigamente, correspondia à idéia intuitiva de "quantidade de matéria existente em um corpo". Massa é um conceito central da mecânica clássica e de outras disciplinas relacionadas. Na teoria de relatividade, a massa de uma partícula não é invariante, como sugere a idéia clássica de massa, não varia entre observadores separados em diferentes sistemas de referências. Existem dois conceitos distintos de massa. A massa inercial que é uma medida da resistência de um corpo à aceleração e que se define a partir da 2ª lei de Newton, e a massa gravitacional, uma massa que provoca a atração gravitacional entre corpos e que se define pela Lei da Gravitação .

VOLUME - O volume de um corpo é a quantidade de espaço ocupada por esse corpo. Volume tem unidades de tamanho cúbicas (por exemplo, cm³, m³, in³, etc.) Então, o volume de uma caixa (paralepípedo retangular) de tamanho T, largura L, e altura A é:
V = T x L x A
Sua unidade no Sistema internacional de unidades é o metro cúbico (m³). A seguinte tabela mostra a equivalência entre volume e capacidade.

MASSA ESPECÍFICA- massa volúmica ou massa volumétrica, define-se como a propriedade da matéria correspondente à massa por volume, ou seja, a proporção existente entre a massa de um corpo e seu volume. Desta forma pode-se dizer que a massa volúmica mede o grau de concentração de massa em determinado volume.
Densidade é a relação entre a massa volúmica da matéria em causa e a massa volúmica de matéria de referência (a água é geralmente tomada como referência). É uma grandeza sem dimensões, devido ao quociente. Quando se diz que um corpo tem uma densidade de 5, quer dizer que tem uma massa volúmica 5 vezes superior à da água (no caso dos sólidos e líquidos).
As designações de densidade absoluta e densidade, por vezes utilizados na língua portuguesa como sinônimos de massa volúmica, devem ser evitadas, devido à confusão e ambigüidade que podem originar. Na língua inglesa, o nome "density" designa massa volúmica, pelo que não deve ser traduzido para "densidade".
Massa volúmica da água à pressão normal e à temperatura de 4 ºC, nesta situação a massa volúmica da água é máxima e igual a 1,00 g/cm³.
O gelo ou, água no estado sólido, possui uma massa volúmica inferior àquela apresentada pela água em seu estado líquido.
Para definir a densidade nos gases utiliza-se como massa volúmica de referência o ar, que nas condições Condições Normais de Temperatura e Pressão ([[Condições Normais de Temperatura e PressãoCNTP]]) (temperatura de 0 °C e pressão atmosférica 101 325 Pa) corresponde a 1,2928 kg/m3.
Quando se aumenta a temperatura de um determinado fragmento de matéria, tem-se um aumento do volume fixo desta, pois haverá a dilatação ocasionada pela separação dos átomos e moléculas. Ao contrário, ao se diminuir a temperatura, tem-se uma diminuição deste volume fixo. A quantidade de massa existente num dado volume é chamada de massa volúmica.
Quando a matéria se expande, sua massa volúmica diminui e quando a matéria se contrai, sua massa volúmica aumenta. Com este conceito tem-se uma unidade de medida, que pode ser dada em gramas (g) por centímetros cúbicos(cm3).

REFRAÇÃO - Refração de um modo simplificado, é a passagem da luz por meios com diferentes índices de refração. A refração modifica a velocidade da luz, mesmo que a direção permaneça a mesma (caso a luz incida perpendicularmente à superfície).

IMPENETRABILIDADE - Esta palavra, que aparentemente não é muito curta e para algumas pessoas também não é de fácil pronúncia, deve ter um significado, como todas as outras palavras que o ser humano, o único ser racional do planeta Terra utiliza no seu vocabulário para o seu dia-a-dia. Esta palavra quando utilizada na Química tem o seguinte significado: Duas porções de matéria não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo. Isso significa que: Onde existe uma matéria (coisa, algo, objeto, ser, etc...) neste mesmo local/lugar não pode ser colocado mais nenhuma matéria naquele mesmo momento.
Exemplo: Onde eu coloco uma cadeira (cadeira = matéria )não posso colocar outra no mesmo espaço ( mesmo lugar ), se eu colocar a cadeira 2 ou seja, outra cadeira em cima da cadeira 1 ou seja a primeira colocada naquele local a cadeira 2 logicamente nao estará ocupando o mesmo espaço que a cadeira 1, e assim sucessivamente.


Fonte http://pt.wikipedia.org/wiki/Propriedade_f%C3%ADsica"

A FÍSICA

Os registros mais antigos de toda História da Física já mostravam a preocupação do ser humano em explicar os fenômenos naturais e a partir deles desenvolver algo nos ajudassem a viver melhor. Com o passar do tempo, todo foi acontecendo e esses objetivos estão sendo alcançados.
Ciência que significa conhecimento foi se aperfeiçoando e desenvolvendo as teorias e transformando-as em coisas práticas e útil para a nossa sobrevivência.
O campo de estudo da Física Clássica está dividido em cinco áreas: Mecânica, Termologia, Óptica, Ondas e Eletromagnetismo. A Física Moderna que teve início com as teorias elaboradas no inicio do século 20, atinge: Relatividade, Estrutura atômica, a física da matéria considerada, a Física Nuclear, as partículas elementares e a Astrofísica.
Todas esses informações fazem parte de uma rápida demonstração da Física que é responsável por muitos inventos que atuam hoje em nosso planeta.


Prof. Pita