Terceira Lei de Newton

 

A terceira lei de Newton, conhecida como lei da ação e reação, afirma que, para toda força de ação que é aplicada a um corpo, surge uma força de reação em um corpo diferente. Essa força de reação tem a mesma intensidade da força de ação e atua na mesma direção, mas com sentido oposto.

Por meio da terceira lei de Newton, é possível perceber que todas as forças formam-se e cancelam-se aos pares, isto é, quando um corpo A faz força sobre um corpo B, esse corpo B resiste à aplicação dessa força por meio da reação, que atua sobre o corpo A. As forças de ação e reação possuem intensidades iguais, sentidos opostos e atuam em corpos diferentes. Além disso, essas forças produzem acelerações nos corpos A e B, no entanto, se olharmos os corpos A e B como um único sistema de corpos, veremos que as forças de ação e reação cancelam-se. É por esse motivo que dizemos que as forças de ação e reação são internas.
 

Forças de ação e reação e seus efeitos

Considere dois patinadores de gelo, A e B, posicionados em solo plano, não havendo quaisquer forças de atrito. Se o patinador A empurra o patinador B, ambos se afastam, uma vez que as forças de ação e reação atuam em corpos diferentes e em sentidos opostos. Apesar de as forças de ação e reação serem iguais, a aceleração adquirida por cada um dos patinadores é diferente, pois depende de suas massas (inércias).

A ideia de que as forças de ação e reação têm a mesma intensidade pode ser pouco intuitiva. Para tentar entender isso melhor, imagine uma situação em que um caminhão em movimento atinge uma pequena pluma. A força que o caminhão faz sobre a pluma é igual à força que a pluma faz sobre o caminhão, contudo, a aceleração produzida sobre o caminhão é muito pequena, em razão de sua grande inércia. É por isso que o efeito das forças de reação é muito mais expressivo em corpos de menor massa.

De modo similar, a Terra nos puxa para baixo e nós puxamos a Terra para cima com a mesma intensidade, todavia, a aceleração que é produzida sobre nós é muito maior do que aquela que é produzida sobre a Terra.

 

Forças internas e externas

Imagine a seguinte situação: uma pessoa é deixada no interior de um veículo estacionado, livre para se mover, em uma rua plana. A pessoa pode aplicar forças contra qualquer uma das partes internas do veículo que ele não se moverá. Isso acontece porque a força feita pela pessoa sobre o veículo é igual à força que o veículo faz sobre a pessoa.

 Essa análise pode ser aplicada a toda matéria que se encontra em estado sólido, por exemplo. Em uma barra metálica, as forças de atração entre os átomos cancelam-se aos pares, de modo que o seu formato permanece sempre o mesmo. Não há motivo para que, em algum momento, essas forças deixem de se cancelar mutuamente, por isso, somente forças externas são capazes de realizar alguma mudança no estado de movimento dessa barra metálica ou deformá-la, por exemplo.

Fórmula da terceira lei de Newton

Para expressarmos matematicamente a terceira lei de Newton, dizemos que a força que um corpo A faz sobre um corpo B (FA,B) é igual em intensidade à força que o corpo B faz sobre o corpo A (FB,A), no entanto, como as duas forças atuam na mesma direção, mas em sentidos opostos, os seus sinais são diferentes:

FA,B – força que o corpo A faz em B;

FB,A – força que o corpo B faz em A.

A figura a seguir mostra uma situação na qual um corpo aplica uma força sobre outro corpo. Perceba que as forças de ação e reação atuam em corpos diferentes e em sentidos opostos.

A força que o canhão faz sobre a bola é igual e oposta à força que a bola faz sobre o canhão.

Exemplos da terceira lei de Newton

• Quando andamos, empurramos o chão para trás e o chão nos empurra para frente. Isso só acontece em virtude da existência de uma força de atrito entre as superfícies dos nossos pés e o chão.
• A hélice de um helicóptero produz sua força de sustentação ao empurrar o ar para baixo, que, consequentemente, empurra-a para cima.
• Ao dispararmos um projétil, é possível sentir que a arma de fogo sofre um recuo, uma vez que a força aplicada à bala é devolvida à arma em igual intensidade, porém, em sentido oposto.
• Quando sobem, os foguetes expelem grandes quantidades de gases aquecidos para baixo, desse modo, esses gases empurram o foguete para cima.

Força peso e força normal

É comum pensarmos que as forças peso e normal formam um par de ação e reação, no entanto, isso não é verdade. A força peso é a força que os astros fazem em todos os corpos que se encontram sujeitos ao seu campo gravitacional. Quando a Terra nos puxa para baixo, por exemplo, puxamos a Terra para cima, no entanto, se houver alguma superfície que possa nos impedir de continuarmos caindo em direção ao centro da Terra, faremos sobre essa superfície uma força de contato. Consequentemente, essa superfície reagirá à aplicação dessa força com uma reação, chamada de força normal.

Quando nos encontramos alinhados perfeitamente com a horizontal, a força normal e a força peso atuam na mesma direção e em sentidos opostos, cancelando-se. No entanto, por atuarem no mesmo corpo, não podem ser consideradas como pares de ação e reação.

Quando nos encontramos em uma superfície inclinada, as forças normal e peso não atuam na mesma direção, portanto, não se cancelam completamente. Desse modo, uma das componentes da força peso atua na direção do plano, fazendo com que deslizemos, caso não haja alguma força de atrito.

 

Fonte: Brasil Escola
Autor: Rafael Helerbrock - Professor de Física

Veja mais sobre "Terceira lei de Newton" em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/terceira-lei-newton.htm

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Segunda Lei de Newton

 

A segunda lei de Newton determina que se aplicarmos força sobre um objeto, ela produzirá movimento, cuja aceleração é proporcional à sua massa. Ela é calculada por meio do produto entre a massa do corpo e a sua aceleração e faz parte do conjunto das leis de Newton, que são uma das principais sustentações da Mecânica Clássica.

O que diz a segunda lei de Newton?

A segunda lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica compõe o conjunto de leis de Newton que fundamentam a Mecânica Clássica. Observe o enunciado dessa lei:

A força resultante que age sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração.


Resumidamente, podemos dizer que se infligirmos a ação de uma força resultante não nula sobre um objeto, este manifestará uma aceleração de mesma direção e sentido dessa força. Assim, a força resultante é proporcional tanto à massa quanto à aceleração, mas inversamente proporcional à inércia (capacidade de resistência ao movimento) do corpo.

Vale ressaltar que caso as forças resultantes gerem um valor nulo, isso significa que o corpo está em equilíbrio, portanto não se moverá. Além disso, como a força resultante é uma grandeza vetorial, a orientação e o módulo devem ser considerados.
 

• Direção e sentido: depende da orientação das outras forças atuantes no corpo.
• Módulo: calculado pela fórmula da segunda lei de Newton.

 

Qual a fórmula da segunda lei de Newton?

Para resolver os exercícios que envolvem a segunda lei de Newton, utilizamos a sua fórmula:

F=m∙a

 

F  → força resultante, medida em Newton [N]
m  → massa, medida em quilogramas [kg]
a  → aceleração, medida em [m/s2]

    .

Exemplos da segunda lei de Newton

Em nosso cotidiano, encontramos diversos casos da segunda lei de Newton em ação. Por exemplo, quando empurramos um objeto, como podemos ver na imagem, fazemos força sobre ele a fim de movê-lo. Contudo, quanto mais massa tiver esse objeto, maior será a força empregada sobre ele."

Outro exemplo é quando participamos de algum esporte que exige chute ou tacada, como tênis, queimada ou vôlei, em que aplicamos força sobre a bola ou raquete a fim de obter um movimento.

É importante destacar que utilizando a fórmula da segunda lei de Newton é possível fazer cálculos em relação a isso. Veja abaixo algumas situações que ilustram  essa questão.
 

Exemplo 1: Um objeto de massa 100 g  é acelerado a 50 m/s2. Qual o valor da força aplicada sobre ele?

Resolução:

Utilizando a fórmula da segunda lei de Newton, é possível encontrarmos o valor da força:

F=m∙a

Como a massa está expressa em gramas, precisamos converter para quilogramas, sendo que 100 g = 0,1 kg:

F = 0,1∙50

F = 5 N

Assim, a força aplicada sobre o objeto é de 5 N.
 

 

Exemplo 2: Um objeto de massa 2000 g  tem uma força de 100 N aplicada sobre ele. Qual é o valor da sua aceleração?

Resolução:

Utilizando a fórmula da segunda lei de Newton, é possível encontrarmos o valor da aceleração:

F=m∙a

Como a massa está expressa em gramas, precisamos converter para quilogramas, sendo que 2000 g = 2 kg :

100 = 2∙a

100/2 = a

a = 50 m/s2

Então, a aceleração sobre o objeto é de 50 m/s2.

 

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Primeira Lei de Newton

1ª Lei de Newton

 

Introdução 

 

Ao empurrar uma caixa sobre uma mesa é notório que ela só se movimenta enquanto estiver exercendo sobre ela uma força. Se a força cessar, ou seja, se parar de empurrá-la, ela logo pára. Tal observação levou o filósofo grego Aristóteles a estabelecer a seguinte conclusão: “Um corpo só permanece em movimento se estiver atuando sobre ele uma força”. Esta interpretação, formulada no século IV a.C., de Aristóteles foi aceita até o Renascimento (séc. XVII). 

Galileu Galilei dizia que o estudo sobre os movimentos requeria experiências mais cuidadosas. Após a realização de vários experimentos Galileu percebeu que sobre um livro que é empurrado, por exemplo, existe a atuação de uma força denominada de Força de Atrito, e que tal força é sempre contrária à tendência do movimento dos corpos. Assim, ele percebeu que se não houvesse a presença do atrito o livro não pararia se cessasse a aplicação da força sobre ele, ao contrário do que pensava Aristóteles.

As conclusões de Galileu podem ser sintetizadas da seguinte maneira: Se um corpo estiver em repouso, é necessária a aplicação de uma força para que ele possa alterar o seu estado de repouso. Uma vez iniciado o movimento e depois de cessado a aplicação da força, e livre da ação da força de atrito, o corpo permanecerá em movimento retilíneo uniforme (MRU) indefinidamente. 

Os experimentos de Galileu levaram à conclusão da seguinte propriedade física da matéria: inércia. Segundo essa propriedade, se um corpo está em repouso, ou seja, se a resultante das forças que atuam sobre ele for nula, ele tende a ficar em repouso. E se ele está em movimento ele tende a permanecer em movimento retilíneo uniforme. Anos mais tarde, após Galileu ter estabelecido o conceito de inércia, Sir Isaac Newton formulou as leis da dinâmica denominadas de “as três leis de Newton”.

Newton concordou com as conclusões de Galileu e utilizou-as em suas leis. Primeira Lei de Newton Também chamada de Lei da Inércia, apresenta o seguinte enunciado: Na ausência de forças, um corpo em repouso continua em repouso, e um corpo em movimento, continua em movimento retilíneo uniforme (MRU).  

Movimento Retilíneo Uniforme é o movimento no qual a velocidade permanece constante durante todo o percurso de um corpo. A velocidade é constante e diferente de zero (V≠0) e a aceleração é nula (a = 0). Assim, tanto Galileu quanto Newton perceberam que um corpo pode se movimentar sem que nenhuma força esteja atuando sobre ele.  

 

Fonte: Brasil Escola

 

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Associação de Resistores

 

Associação de resistores é o circuito elétrico formado por dois ou mais elementos de resistência elétrica ôhmica (constante), ligados em série, paralelo ou ainda, em uma associação mista. Quando ligados em série, os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica, quando em paralelo, o potencial elétrico é igual para os resistores associados.

Resistores

Resistores são elementos cuja principal finalidade é a geração de calor mediante a passagem de corrente elétrica. A resistência elétrica, por sua vez, diz respeito à característica dos resistores, que faz com que eles ofereçam resistência à movimentação de cargas em seu interior.

Quando um resistor apresenta resistência elétrica constante, para quaisquer valores de potencial elétrico que for aplicado entre os seus terminais, dizemos que se trata de um resistor ôhmico.

Resistência equivalente

Resistência equivalente é um recurso utilizado para simplificar circuitos elétricos formados por associações de resistores, ou até mesmo para obtermos resistências elétricas diferentes daquelas que dispomos. Quando calculamos a resistência equivalente buscamos encontrar qual é a resistência de um único resistor que equivale à resistência do conjunto de resistores.

 

Associação de resistores em série

Quando ligados em série, os resistores são percorridos pela mesma corrente elétrica. Na ligação em série, todos os elementos ligados estão conectados no mesmo ramo do circuito, de modo que o terminal de um dos resistores está diretamente ligado ao terminal do próximo resistor. A figura a seguir mostra como é feita uma ligação em série e como essa ligação é representada:

Quando os resistores são ligados em série, o potencial que é aplicado sobre os terminais do circuito é distribuído entre as resistências, em outra palavra, toda a tensão aplicada cai gradativamente ao longo de um circuito que é constituído por resistores em série.

Nesse tipo de ligação, as resistências elétricas individuais somam-se, de modo que a resistência equivalente do circuito é dada pela soma das resistências ligadas em série. Observe:

 

A seguir, mostramos a fórmula usada para calcular a resistência equivalente para resistores em série:

 

Associação em paralelo

Na associação em paralelo, os resistores encontram-se ligados ao mesmo potencial elétrico, no entanto, a corrente elétrica que atravessa cada resistor pode ser diferente, caso os resistores tenham resistências elétricas diferentes. 

A associação em paralelo é obtida quando os resistores são ligados de modo que a corrente elétrica divide-se ao passar por eles. Nesse tipo de associação, a resistência elétrica equivalente será sempre menor do que a menor das resistências.

Para calcularmos a resistência equivalente na associação de resistores em paralelo, fazemos a soma do inverso das resistências individuais:

Para o caso em que se deseja calcular a resistência de somente dois resistores em paralelo, é possível fazê-lo por meio do produto pela soma das resistências individuais. Confira:

Outro caso específico, é aquele em que N resistores idênticos encontram-se ligados em paralelo. Nesse caso, para calcularmos a resistência equivalente do circuito, basta que se divida o valor da resistência individual pelo número de resistores:

 

 

Associação mista de resistores

Na associação mista de resistores, pode haver tanto ligações em série quanto ligações em paralelo. Observe a figura a seguir, é possível ver diversos resistores ligados em série, conectados a dois resistores que estão ligados em paralelo entre si:

Para solucioná-la, é necessário que se resolva separadamente, os resistores que encontram-se ligados em paralelo e os resistores que encontram-se ligados em série.

Quando houver resistores em série fora da ligação em paralelo, é possível resolver a associação em paralelo para, em seguida, somarmos o resultado obtido à resistência dos demais resistores ligados em série;

Quando houver resistores ligados em série dentro de uma ligação em paralelo, é necessário que se some as resistências para que, em seguida, realizemos o cálculo da resistência equivalente em paralelo.

 

FONTE: BRASIL ESCOLA

 

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Eletrodinâmica: Primeira Lei de Ohm

 

 A primeira lei de Ohm determina que a tensão é proporcional à corrente elétrica para uma resistência constante em materiais ôhmicos. Já os dispositivos não ôhmicos não obedecem a essa lei, ainda que sejam calculados pela mesma fórmula que os ôhmicos. O gráfico obtido por meio dessa lei é uma reta inclinada que representa a resistência elétrica e nos mostra que à medida que aumentamos o valor da ddp, a corrente também aumenta.

 

Resumo sobre a primeira lei de Ohm

• A primeira lei de Ohm relaciona a tensão elétrica e a corrente elétrica que geram uma resistência elétrica.

• A resistência é diretamente proporcional ao potencial, mas inversamente proporcional à corrente.

• A fórmula para o cálculo da primeira lei de Ohm é: resistência igual à diferença de potencial (ddp) dividida pela corrente.

• O gráfico da ddp pela corrente resulta em uma reta diagonalizada que representa a resistência.

• Usamos a primeira lei de Ohm sempre que queremos saber a resistência, a ddp ou a corrente em um circuito.

   

  O que diz a primeira lei de Ohm?

  A primeira lei de Ohm diz que a diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um resistor elétrico é proporcional à corrente elétrica que o atravessa. Assim, há uma resistência elétrica constante. Para que isso ocorra, é necessário que o resistor elétrico seja mantido a uma temperatura constante.

• Resistores ôhmicos: quando um resistor apresenta esse tipo de resistência para um determinado intervalo de tensão elétrica, temos os chamados resistores ôhmicos.

• Resistores não ôhmicos: quando os dispositivos não possuem essa proporcionalidade entre a tensão e a corrente, eles são conhecidos como não ôhmicos. Mas ainda que eles não obedeçam à primeira lei de Ohm, a fórmula também pode ser usada em seus cálculos. A maioria dos equipamentos atuais são não ôhmicos, como as calculadores e celulares.

Importante: O potencial elétrico também é conhecido como ddp ou tensão elétrica.

Fórmula da primeira lei de Ohm

A fórmula utilizada para calcular a primeira lei de Ohm é

R=Ui

Ou:

U=R⋅i

• U: diferença de potencial (ddp), medida em Volts [V].
• R: resistência elétrica, medida em Ohm [Ω].
• i: corrente elétrica, medida em Ampere [A].

Como calcular a primeira lei de Ohm?

Do ponto de vista matemático, a primeira lei de Ohm é calculada por meio da fórmula apresentada anteriormente. Ela é usada quando lidamos com corrente, resistência ou diferença de potencial. Abaixo, vejamos um exemplo de cálculo.

• Exemplo:

Um resistor de 50 Ω é percorrido por uma corrente elétrica de 15 mA. A diferença de potencial (ddp) entre os terminais do resistor possui qual valor?

Resolução:

Inicialmente, utilizaremos a fórmula da primeira lei de Ohm:

U=R⋅i

Lembrando que m  em 15 mA é “micro”, cujo valor é 10−3

, substituiremos os valores dados e encontraremos a ddp correspondente:

U=50⋅15⋅10−3

Faremos primeiro a multiplicação para depois resolvermos os expontes:

U=750⋅10−3

Transformando 750 em notação científica e resolvendo os expontes, temos:

U=7,5⋅102⋅10−3

U=7,5⋅102−3

U=7,5⋅10−1

U=0,75 V

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Qual a diferença entre Força Centrífuga e Força Centrípeta?

 

As forças centrípetas e centrífugas são as forças experimentadas por objetos em rotação. A força centrípeta mantém um objeto se movendo em um círculo e sempre aponta para o centro desse círculo. Por exemplo, a força gravitacional do sol é uma força centrípeta que mantém a Terra orbitando ao seu redor. Enquanto isso, a força centrífuga é uma força externa aparente em um objeto que está se movendo em um círculo. Um exemplo de força centrífuga seria a sensação que você tem ao andar de carrossel que faz você querer voar para fora.

A principal diferença entre as forças centrípetas e centrífugas é que a força centrípeta é a força que aponta para o centro de um círculo, que mantém um objeto se movendo em uma trajetória circular, enquanto a força centrífuga é a sensação que um objeto sente quando se move nesse caminho circular, com a sensação de estar parecendo afastá-lo do centro do círculo.

As pessoas experimentam a força centrífuga quando fazem uma curva em um carro ou quando um avião faz uma curva. Ocorre no ciclo de centrifugação de uma máquina de lavar ou quando as crianças andam em um carrossel. Um dia pode até fornecer gravidade artificial para naves espaciais e estações espaciais, se conseguirmos que as naves espaciais girem com rapidez suficiente, a força centrífuga pode fornecer alguma semelhança com a sensação normal de gravidade.

Força centrípeta é o nome dado a qualquer força que mantém um objeto se movendo em círculo, pense em uma pedra amarrada na ponta de uma corda, com a outra ponta amarrada a algo ou em sua mão. Quando a corda é girada, a tensão nessa corda impede que a pedra voe para longe em linha reta. Essa tensão aponta para dentro, em direção ao centro do círculo. Como outro exemplo, a gravidade do sol fornece a força centrípeta que mantém os planetas se movendo em suas órbitas.

 

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Física: A Relatividade de Galileu

Galileu Galilei foi um dos maiores expoentes da renascença científica. Dentre suas contribuições, iremos destacar aqui o estudo do movimento de objetos próximos da superfície da Terra.

Ele fundamentou seu estudo a partir de algumas premissas básicas que são as mesmas que utilizamos em nosso dia-dia para entender e classificar os movimentos.

O voo de um avião, uma viagem de carro e um navio que cruza um oceano são exemplos do nosso cotidiano, nos quais podemos aplicar os princípios de Galileu para descrever e prever tais movimentos.

Ao estudar o movimento de corpos na superfície da Terra, Galileu tentou mostrar a equivalência entre os diferentes pontos de vista observados pelos que enxergavam o movimento de um corpo.

Comecemos estudando o movimento de um corpo visto a partir de dois referenciais diferentes.

Vamos pensar no seguinte exemplo:

Um homem dentro de um vagão de trem que se move com velocidade constante, arremessa verticalmente para cima uma bola.

A trajetória vista pelo homem para o caminho percorrido pela bola é vertical. Assim, o homem vê a bola subir e descer até retornar à sua mão – algo que podemos visualizar pela figura abaixo:

 

Uma segunda pessoa localizada na superfície da Terra, observa de seu ponto de vista que a bola realiza um movimento parabólico. A figura a seguir mostra a visão dessa pessoa:

 

Embora a trajetória observada seja diferente para ambos observadores, eles devem concordar quanto a alguns aspectos do movimento. Dentre eles, o tempo de queda da bola, que não depende do referencial; os relógios de ambos marcam o mesmo intervalo de tempo enquanto a bola está no ar.

Nos  dois casos, os pontos de vista são válidos, embora cada observador presencie um caminho diferente para a trajetória da bola; ambas são compatíveis com a visão de mundo de cada um.

Vamos pensar agora no problema inverso: a bola é arremessada verticalmente para o referencial da Terra. Se alguém que estivesse dentro de um vagão de trem e observasse o movimento da bola, veria que ela percorre uma trajetória parabólica. Novamente, os dois observadores reivindicariam como corretos seus pontos de vista e novamente ambos estariam corretos, inclusive quanto a algumas grandezas físicas que medissem.

Esse tipo de análise levou Galileu a pensar que o movimento era algo relativo,  e que embora a percepção do fenômeno dependesse do observador, algumas grandezas físicas medidas por diferentes observadores deveriam ser as mesmas, independentemente do referencial escolhido.

Galileu então postulou como princípio que:

Quaisquer dois observadores movendo-se com velocidades constantes, em quaisquer direção e sentido, um em relação ao outro, obterão os mesmos resultados físicos para todos os experimentos mecânicos realizados.

 

Como então alguém poderia afirmar estar em repouso absoluto ou em movimento?

Não poderia, pois estar em repouso ou movimento eram conceitos que dependiam da escolha de um referencial.

Para esclarecimento, por “quaisquer resultados físicos” estamos nos referindo às leis fundamentais da Física. É claro que as velocidades da bola nos dois referencias são diferentes, mas ambos concluem que a força resultante sobre a bola é somente a força gravitacional, na linguagem atual da Física.

Anos mais tarde, Isaac Newton refinou o conceito de referencial e explicou que todos os corpos que se movem com velocidade constante em relação a um referencial, livre da ação de forças, ou em equilíbrio, podem ser usados para se descrever outros movimentos. Ele chamou tais referenciais de referenciais inerciais.

Assim, qualquer observador que se move com velocidade constante em relação a um referencial dito em “repouso”, pode ser considerado também como um referencial inercial.

Um referencial pode ser classificado em dois tipos: inercial e não inercial.

Referencial inercial é uma classe de referenciais nos quais não é necessária a existência de uma força ou forças que justifiquem o movimento observado. Assim, embora a própria Terra esteja em movimento de rotação e translação no Sistema Solar e o próprio Sistema Solar esteja em movimento junto à nossa Galáxia, para a maioria dos “experimentos de laboratório”, a Terra pode ser considerada um referencial inercial. Se lançarmos um disco sobre uma superfície perfeitamente lisa, ou seja, sem atrito, ele executará um movimento retilíneo e uniforme em um trecho relativamente pequeno. Se percorrer milhares de quilômetros,  a Terra não poderá mais ser considerada um referencial inercial.

Você deve estar se perguntando: o que seria um referencial não inercial?

Para responder a essa pergunta,  vamos recorrer a um outro exemplo.

Imagine que você coloca uma caixa na carroceria da picape, próxima à cabine. Por um descuido, acaba deixando ela solta, mesmo que o atrito entre a caixa e o chão da carroceria fosse desprezível. Terminado o serviço, você permanece parado na calçada, até que de repente, o motorista arranca com tudo.  Do seu referencial, a caixa permaneceu em repouso durante o arranque e a superfície da carroceria deslizou por baixo da caixa. Durante esse movimento, você concluir que a força resultante sobre a caixa era nula (admitindo-se que o atrito é desprezível)

Por outro lado, durante o arranque, o motorista verifica pelo retrovisor que a caixa desliza para trás da carroceria. Inicialmente, no referencial do veículo, a caixa estava em repouso. Assim que ele anda, a caixa começa a se afastar do motorista. Ele conclui portanto que a caixa está sob ação de uma força.

Qual é a Natureza dessa força que age sobre o carro, no referencial do motorista? Ela existe de fato?

A força que age sobre a caixa é conhecida como força fictícia ou força inercial. A sua origem se dava a um referencial não inercial, ou seja, um referencial acelerado (em relação a um referencial inercial).

Esta situação, portanto, não pode ser tratada pela relatividade de Galileu. Nas próximas postagens de Física vamos discutir o formalismo matemático, mas antes abordar as três leis de Newton da Mecânica Clássica, ou a chamada Mecânica Newtoniana.

 

CONTEÚDO EXTRAÍDO NA ÍNTEGRA DO SITE RELATIVIDADE RESTRITA.

O site é um produto educacional do programa de Mestrado Nacional em Ensino de Física (MNPEF) da Sociedade Brasileira de Física (SBF) do polo da Universidade Federal do ABC (UFABC).

A autoria é do Professor de Física Ricardo Vieira Pereira, sob orientação do Doutor José Kenichi Mizukoshi.

 LINK DO SITE COM CONTEÚDO COMPLETO: https://propg.ufabc.edu.br/mnpef-sites/relatividade-restrita/

Energia Mecânica

 

Sabemos que a energia faz parte de nossas vidas. Utilizamos a energia para ligar a TV, a geladeira, os ventiladores, o rádio, para aquecer a água do chuveiro etc. Desta forma, podemos dizer que ela é essencial para nossa sobrevivência. Sendo assim, podemos dizer que as fontes de onde conseguimos a energia são de fundamental importância para nossa sobrevivência.

Energia é uma palavra que se originou do grego e que significa trabalho. O primeiro cientista a fazer uso desta palavra foi Thomas Young. Embora sejam os mais variados estudos relacionados à energia, podemos dizer que ainda não sabemos qual a sua correta definição.

Toda energia associada ao movimento ou à possibilidade de haver movimento é denominada de energia mecânica. Por exemplo, um objeto sofrendo uma queda, ou seja, caindo, tem, a cada instante, energia cinética decorrente da sua velocidade e energia potencial gravitacional decorrente da altura em relação ao referencial adotado.

Se o objeto analisado estiver preso a um corpo elástico, como, por exemplo, uma corda de bungee jumping, ele poderá apresentar também energia potencial elástica.

Assim, em termos da Física Clássica, podemos dizer que a energia mecânica de um sistema é constituída por duas parcelas de energia, a energia cinética e a energia potencial, sendo que essa última pode se apresentar armazenada no sistema sob as modalidades gravitacional e elástica.

Sendo assim, na Mecânica Clássica podemos definir a energia mecânica matematicamente da seguinte forma:

 

Portanto, podemos expressar a energia mecânica como sendo a soma da energia cinética e a energia potencial do sistema. Assim, temos:

E_m= E_c+ E_p

 

 Fonte: Prepara Enem

Física: Rendimento de uma máquina

 

As máquinas em geral são transformadores de energia. Uma locomotiva a vapor, por exemplo, transforma o calor obtido na queima do carvão (ou lenha) em energia cinética da locomotiva. Um ventilador transforma energia elétrica em energia cinética, uma hidrelétrica transforma energia cinética da água em energia elétrica, etc.

Vamos imaginar um ventilador elétrico, como o da figura acima. Sabemos que ele recebe energia elétrica (Et), que percorre o fio ligado à tomada na parede. Podemos dizer que a função do ventilador nada mais é do que a de transformar a energia elétrica recebida em energia cinética das pás (Eu).

Seria ideal que toda essa energia que ele recebe fosse transformada em energia cinética, porém percebemos que isso não ocorre, pois se colocarmos a mão no corpo do ventilador, notaremos seu aquecimento. Esse aquecimento significa que parte da energia que ele recebe é transformada em calor.

A energia que o ventilador recebe é chamada de energia total (E_t) e  a energia elétrica que é transformada em energia cinética das pás é chamada de energia útil (E_u). Podemos também considerar as potências, sendo que a potência elétrica recebida é a potência total (P_t) e a potência utilizada é a potência útil (P_u).

Vamos então considerar uma máquina qualquer que recebe uma potência total P_t. Parte dessa potência é usada para a tarefa a qual a máquina foi destinada (P_u) e a outra parte é perdida, chamada de potência dissipada (P_d). Dessa forma, temos:

P_t= P_u+ P_d

O rendimento (η) dessa máquina é definido por:

 Exercício sobre Rendimento

A potência disponível em uma queda d'água é de 800 kW. Qual é a potência útil que se pode obter com essa queda d'água se nela for utilizada uma máquina hidráulica de rendimento igual a 50%?

a) 500 kW

b) 600 kW

c) 200 kW

d) 480 kW

e) 400 kW

 

Resposta:

LETRA “E”

Da definição de rendimento, temos que: η = P_ÚTIL x 100%
                                                                      P_TOTAL

50% = P_ÚTIL x 100% → P_ÚTIL = 800 x 0,5 = 400 Kw
            800

 

 

 Fontes: Prepara Enem e Brasil Escola