Aula 4 - Física

Aula de Felipe Martins

 

Agora vamos estudar um conceito importantíssimo na Física, Força. Vamos começar falando das leis de Newton e depois de como obter as equações dinâmicas a partir do diagrama do corpo livre.

1ª Lei de Newton

A primeira lei de Newton nos diz que, em referênciais inerciais, se a soma de todas as forças em um corpo for igual a zero, então o corpo estará em velocidade constante(não só o módulo, mas também a direção) ou em repouso. O valor desta lei é, em parte, nos mostrar onde as outras leis serão válidas, em referênciais inerciais.

2ª Lei de Newton

A segunda lei de Newton é a mais recorrente, assim sendo a mais importnate. Ela nos da uma relaçãoo matemática para a força, a força aplicada está relacionada com a variação temporal do momento do corpo na direção da força em questão. Aqui, interprete o $\mathrm{d}$ como um $\Delta$ bem pequeno, que tende a zero.

 

$\vec{F}=\frac{\mathrm{d}\vec{p}}{\mathrm{d}t}$

 

No geral a massa não varia então:

 

$\vec{F}=\frac{\mathrm{d}\vec{p}}{\mathrm{d}t}=m\frac{\mathrm{d}\vec{v}}{\mathrm{d}t}=m\vec{a}$

 

3ª Lei de Newton

A terceira e última lei é o chamado princípio da ação e reação. Podemos colocar em equação da seguinte forma:

 

$\vec{F_{a,b}}=-\vec{F_{b,a}}$

 

Onde $\vec{F_{a,b}}$ é a força exercida por a em b e $\vec{F_{b,a}}$ é a exercida por b em a.

É importante notar o carater vetorial que a força possui!

Diagrama do Corpo Livre

Agora aprensentarei uma ideia, que eu gosto bastante, que facilita identificar quais forças realmente atuam no corpo, o diagrama do corpo livre. O procedimento é bem simples:

 

• Desenha-se cada corpo envolvido separadamente e coloca-se todas as forças atuantes em cada corpo, obviamente levando enconta o carater vetorial(módulo, direção e sentido).
• Depois identifica-se em qual eixo pode haver movimento e em qual deve haver um equilíbrio.(Exemplo: Em um corpo no chão o seu peso deve ser balenceado pela normal, senão ele entraria no chão ou voaria!)
• E então escrever as equações relacioinadas aos movimentos ou condições de equilíbrio.

 

Veja o seguinte exemplo: A partir deste sistema, desenhamos os corpos separadamente:

Agora, escrevemos as equações: $M_1g-T=M_1a$ $T-M_2g=M_2a$

Então,

$a=\frac{M_1-M_2}{M_1+M_2}g$

Pronto, achamos a aceleração. Você não precisa usar o Diagrama do Corpo Livre, porém é mais seguro sempre usar para não se confundir. Para treinar mais os conceitos aqui apresentados indico que espere as próximas aulas, pois os problemas que podem ser feitos por enquanto que involvem somente o que falamos de forças são meras aplicações diretas do que foi ensinado. Espero a comprensão. Retomarei as ideias aqui faladas mais adiante.