Aula do Cap.05 Dinâmica: Leis de Newton

Objetivos:
As Leis de Newton são princípios que dão fundamentação teórica à Física. A rigor, até aqui apenas descrevemos movimentos. Nesse capítulo vamos investigar as forças e suas influências sobre o movimento dos corpos. A evolução histórica mostra que Newton contradiz Aristóteles na medida em que passa a admitir a possibilidade de movimento na “ausência de forças” (FR = 0). O primeiro passo para o estudo da dinâmica será a construção de um diagrama simplificado onde apenas um corpo é considerado, denominado de diagrama de corpo livre. Na seqüência apresentamos a Primeira Lei de Newton ou "Lei da Inércia" e suas implicações.

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?

Na 2ª lei, o princípio fundamental da dinâmica, ou 2º princípio, as idéias centrais são as mesmas da 1ª Lei, só que formalizadas agora com o auxílio de uma expressão matemática para FR. A resultante das forças que atuam sobre um corpo de massa m comunica ao mesmo uma aceleração. Após a apresentação e discussão da 2ª Lei de Newton utilizamos um exemplo de aplicação com a construção de um diagrama de corpo livre para determinar a força resultante que atua sobre o corpo e calcular sua aceleração.

Finalizamos esta aula com o estudo da 3ª Lei de Newton, também conhecida como Lei da ação e reação que aborda a interação entre os corpos. O estudo dos movimentos, suas causas e efeitos são a essência da Dinâmica, aqui também, como em qualquer tema de física um bom treinamento exige a resolução de exercícios, onde aplicaremos as Três Leis de Newton.

Conteúdo programático:
Evolução histórica; 1ª Lei de Newton "Lei da Inércia";
Fr = 0 estática e Dinâmica – MRU (Velocidade vetorial constante);
Diagrama de corpo livre - Força de Tração (Tensão);
2ª Lei de Newton - Aceleração e Força resultante;
Força Peso e Força Normal;
Diagrama de Corpo Livre e Aplicações em planos inclinados;
3ª Lei de Newton: Ação e Reação;
Forças de contato;
Forças de campo;
Máquina de Atwood.
Aplicações da 3ª Lei.


Material Associado:
Aula do cap05 Leis de Newton - Slides da aula sobre Leis de Newton.
Texto de Revisão 08 Princípios da Dinâmica - Introdução a Dinâmica e Leis de Newton.

Atividades Recomendadas:
Resolução dos exercícios das listas 16, e 17.
Estudar o texto de Revisão 08.
Estudar o cap. 05 do livro Fundamentos de Física (Halliday) 7ª ed.
LISTA 17 Força e Mov I cap. 05 - 17ª Lista de Exercícios.
LISTA 18 Leis de Newton Aplicações - 18ª Lista de Exercícios.
Resolver os exercícios sugeridos do livro Fundamentos de Física, Vol 1. Cap. 05 da 7ª ed. Halliday, Resnick. (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 14, 16, 21, 23, 26, 27, 30, 35, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 51, 52, 54, 63, 70, 75, 77, 80, 90 e 95).

Muito Legal o site:[http://cftc.cii.fc.ul.pt/PRISMA/capitulos/capitulo1/modulo5/topico5.php] - Capítulos: Como se Formou o Universo. Caos e Fractais.

Interessante o site: [http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html] - Mecânica e Leis de Newton".

No site: [http://www.fisica.ufc.br/mec11.htm] - Existe uma sugestão que permite discutir inércia, e também a e elasticidade de sólidos, usando varas e taças.

Importante para um bom treinamento em física é a resolução de exercícios, por esta razão sugiro o estudo dos seguinte sites que apresentam muitos exercícios resolvidos.
[http://www.fisica.ufpb.br/~romero/pdf/05_leis_de_newton.pdf]
[http://www.fisica.ufpb.br/~jgallas/ENSINO/Cap05.pdf]
[http://www.profanderson.net/files/problemasresolvidos/buscarproblemas_assuntos.php?assunto=5]

Artigo - Leitura sugerida:
Veja o arquivo anexo sobre a vida de Sir Isaac Newton.
A vida de Sir Isaac Newton é tradicionalmente apresenta como dividida em três períodos. O primeiro sua juventude de 1643 até sua graduação em 1669. O segundo de 1669 a 1687, foi o período altamente produtivo em que ele era professor Lucasiano em Cambridge. O terceiro período viu Newton como um funcionário do governo bem pago em Londres, com muito pouco interesse pela matemática. Neste artigo publicado na Revista Brasileira de Ensino de Física (vol 5) o renomado pesquisador e professor Lord Keynes apresenta um aspecto pouco conhecido sobre Newton e suas crenças. Vale a pena ler!
Manuscrito Lord Keynes vol05a14 - Artigo científico.


Referência Bibliográfica:

Halliday, David; Resnick, Robert & Walker, Jearl. Fundamentos de Física, Vol 1. Cap. 05 da 7ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006.
Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License