Aplicações das Leis de Newton

Na natureza podemos identificar dois grupos de forças: as forças de contato (atuam apenas durante o contato físico entre os corpos) e as forças de campo (atuam a distância, sem necessidade de contato físico entre os corpos envolvidos).

A partir de agora passaremos a estudar algumas forças de contato e de campo e após esse estudo, aplicaremos o PF a essas forças, tais como: Peso, Normal, Tração e Força Elástica.

1 - Força Peso (P)

Peso de um corpo (em nosso caso) é a força com que a Terra atrai esse corpo.

Módulo: P = m . g

m => massa do corpo. (No SI => kg)

g => aceleração da gravidade local .

        (No SI => m/s²)

Sentido: De cima para baixo.

              (no sentido do centro da Terra)

Direção: Vertical

Importante:

F  valor da aceleração da gravidade na Terra é 9,8 m/s², mas geralmente utilizaremos 10 m/s², para simplificação.

F  peso de um corpo varia de planeta para planeta, de satélite para satélite (natural). Para o cálculo do Peso em qualquer local, basta utilizarmos a aceleração da gravidade do local de interesse.

2 - Reação Normal (N)

É a força que uma superfície aplica a um corpo colocado sobre ela.

Módulo:  N

Sentido: Oposto à compressão exercida pelo corpo apoiado.

Direção: Perpendicular à superfície de apoio.

3 - Força de Atrito (F_at)

Na maioria das vezes consideramos as superfícies de contato lisas e bem polidas, de tal forma que não exista nenhuma dificuldade para o movimento. Mas na realidade isso não ocorre, pois na prática deparamos com forças dificultando o movimento ou tentativa de movimento. Essas forças são chamadas de forças de atrito. Quando existe movimento relativo entre os corpos de contato o atrito é denominado dinâmico. Quando não há movimento o atrito é denominado estático.

Portanto Atrito é uma força que se opõe ao movimento ou a tentativa do mesmo. Ela está ligada ao material que compõem a superfície de contato e força de reação que a superfície faz sobre o corpo.

Módulo: 

µ     =>  coeficiente de atrito (adimensional)

N  =>  reação normal (no SI => N)

Sentido: Oposto ao movimento ou tendência de movimento.

Direção: Tangente às superfícies de contato.

Importante:

O atrito é considerado estático quando tentamos, por exemplo, empurrar um corpo com uma certa força e não conseguimos tirá-lo do local. Existe um momento que estaremos prestes a colocar este corpo em movimento, este instante chama-se iminência de movimento. Logo após a iminência de movimento o corpo começará a se movimentar e teremos vencido o atrito, mas ele ainda existe só que agora na forma de atrito dinâmico.

Importante:

É importante notarmos que existe uma maior facilidade para empurrarmos ou puxarmos um corpo a partir do momento que conseguimos colocá-lo em movimento (veja o gráfico).

4 - Força de Tração (T)

A força de tração é aquela que é aplicada pelos fios para se puxar algum corpo.

Módulo: T

Sentido: Sempre no sentido de puxar o corpo solicitado.

Direção: Igual a direção do fio onde é exercida.

Importante:

Quando considerarmos o fio Ideal, estaremos dizendo que o fio possui massa desprezível e é inextensível. Na prática o fio ideal não existe.

5 - Lei de Hooke

Quando aplicamos uma força F a uma mola, provocamos na mesma uma deformação x, verificamos que a intensidade da força é diretamente proporcional à deformação provocada. A formalização deste conceito que acabamos de descrever é conhecida como Lei de Hooke, que é expressa matematicamente da seguinte forma:

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