FÍSICA . Aula 01        Inércia e força de atrito


Que tipo de força induz a formação
das colunas observadas a seguir?




                                 Elaboração Prof. Santer Matos
Ciências . Aula 01                               Inércia e força de atrito



                   Definindo inércia...
        A inércia é uma propriedade física da matéria. Considere um
corpo não submetido à ação de nenhuma força ou submetido a um
conjunto de forças de resultante nula. Nesta condição, esse corpo não
sofre variação de velocidade, ou seja, se está parado, permanece parado,
se está em movimento, permanece em movimento em linha reta e com
velocidade constante.
        Tal princípio, formulado pela primeira vez por Galileu e,
posteriormente, confirmado por Newton, é conhecido como primeiro
princípio da Dinâmica (1ª lei de Newton) ou Princípio da Inércia.



Prof. Valmiro T.
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                   Definindo inércia...
          Podemos interpretar seu enunciado da seguinte maneira: todos os
 corpos são "preguiçosos" e não desejam modificar seu estado de movimento:
 se estão em movimento, querem continuar em movimento; se estão parados,
 não desejam mover-se. Essa "preguiça" é chamada pelos físicos de Inércia e
 é característica de todos os corpos dotados de massa.




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         Primeiro princípio da inércia:




“Todo corpo em repouso tende a continuar em repouso a não ser que
                   uma força altere essa situação.”

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        Segundo princípio da inércia:




  “Todo corpo em movimento tende a continuar em movimento em
linha reta e com velocidade constante, a não ser que uma força altere
                         esse movimento.”
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    Quem apresenta a maior inércia?




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        Relação entre massa e inércia

         A inércia refere-se à resistência que um corpo oferece à alteração do
 seu estado de repouso ou de movimento, varia de corpo para corpo e
 depende da massa dos corpos.


     • Corpos com massa elevada (maior) inércia.


     • Corpos com massa pequena (menor) inércia.




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        Exemplos de inércia: brecada




Quando o veículo é brecado, os passageiros tendem a manter-se no
estado de movimento anterior à frenagem. Por isso, as pessoas "vão para
a frente" do automóvel quando este é brecado. A mudança do estado de
movimento é apenas do carro. Os passageiros simplesmente tendem a
manter-se como estavam. Da inércia resultam os ferimentos em acidentes
no tráfego. Por isso...
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Não seja vítima da inércia: use o cinto
            de segurança!
Segundo o Código de Trânsito Brasileiro, em seus artigos 65 e 167, “É
obrigatório o uso do cinto de segurança para condutores e passageiros em
todas as vias do território nacional, salvo em situações regulamentadas
pelo CONTRAN”. A ocorrência da infração do artigo 167 é considerada
grave (multa de R$127,69 e 5 pontos na carteira de habilitação).
Essa imposição do uso do cinto trata de uma das
medidas mais simples e eficientes para diminuir a
quantidade de mortes no trânsito, sendo
incontestável sua eficiência na eventualidade de um
acidente.

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Exemplos de inércia: rotação terrestre




Nenhuma força provoca o movimento de rotação da Terra. Quando a
Terra se formou, ela adquiriu esse movimento dos objetos que colidiram
com ela e fizeram sua massa crescer. Uma vez que uma rotação se inicie
e não haja perda de energia, ela se mantém para sempre pela lei da
inércia. Portanto, a Terra gira hoje porque girava ontem, sem que
nenhuma força externa a impulsione neste sentido.
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    Como se explica o fato de não ter
     quebrado nada acima da mesa?




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                       O que é força?

          O conceito científico de força foi introduzido nos quadros do
 pensamento humano por Johannes Kepler (1571-1630), o astrônomo alemão
 que se tornou famoso principalmente por ter descoberto as leis do movimento
 dos planetas em torno do Sol.
          O conceito dominante de força, antes de Kepler, era o dos
 aristotélicos: força podendo ser apenas empurrão ou puxão.
          O conceito de força apresentado a seguir é o conceito clássico,
 construído por Galileu e aperfeiçoado por Newton.




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                   Definindo força...

         Um corpo inicialmente em estado de inércia (parado ou em
 movimento retilíneo uniforme) somente conseguirá sair dessa inércia
 se atuar sobre ele alguma força não nula.
         Pode-se definir força como um agente do Universo capaz
 de alterar o estado inicial de um corpo, deformando-o ou
 atribuindo-o aceleração.
         Somente observa-se a existência da força quando existe
 contato entre os corpos.



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                   Definindo força...
         É importante lembrar que a grandeza física, força, é uma
 grandeza vetorial, isto é, para caracterizá-la precisamos definir sua
 intensidade (módulo), sua direção de atuação e seu sentido.




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                         Medidas de força:
         A intensidade de uma força pode ser medida através de um
aparelho denominado dinamômetro.
         O dinamômetro é um instrumento constituído de uma mola que se
deforma quando recebe a ação de uma força. Logo, para cada deformação
produzida, temos o dispositivo indicando a intensidade da força aplicada.
         No    Sistema    Internacional   de
Medidas (SI), a unidade de medida de
força é o Newton (N). Eventualmente pode-
se utilizar a unidade prática quilograma-
força (kgf), sendo que 1 kgf = 9,8 N.




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                        Força peso
          Denomina-se força peso a força de campo gravitacional que
 um corpo exerce sobre qualquer objeto colocado próximo à sua
 superfície. Ela tem direção vertical, sentido para baixo e seu módulo
 pode ser calculado multiplicando a massa do objeto e gravidade do
 local onde ele se encontra.




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                       Força de atrito
        A força de atrito está presente em praticamente todos os
momentos do nosso dia-a-dia. Sem ela, seria impossível você estar agora
sentado lendo esse texto, pois você já teria escorregado pela sua cadeira.
O simples ato de andar também seria inviável, pois sem o atrito você não
teria apoio nem para ficar de pé.
        Para que exista a força de atrito, é necessário existir o contato
entre duas superfícies. Por exemplo, o pneu do carro que é aderente e o
asfalto que é áspero. Essa combinação gera uma força de atrito que fará o
automóvel se movimentar sem derrapar pela pista.
        Define-se a força de atrito como uma força de oposição à
tendência do escorregamento. Tal força é gerada devido a irregularidades
entre as duas superfícies que estão em contato.
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                       Força de atrito
        A ilustração abaixo mostra a força motriz e a conseqüente força
de atrito, que tem a mesma direção e sentido oposto, e também mostra
uma ampliação exemplificada das irregularidades das duas superfícies.
        É importante também assinalar
que a força de atrito depende da força de
compressão que o objeto faz com a
superfície de apoio. Não é difícil entender
que quanto mais o objeto pressionar
essa superfície, maior será a força de
atrito. Essa força de compressão é
representada pela força normal.

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Ciências . Aula 01                                   Inércia e força de atrito


                        Força de atrito
         Existem dois tipos de força de atrito: estático e cinético. O primeiro
existe no corpo em repouso e o segundo, no corpo em movimento.
Normalmente, a força de atrito estática é superior à cinética. Isso explica a
necessidade de uma força maior para se colocar um corpo em movimento
e de uma força menor para mantê-lo. Na ilustração abaixo é a força de
atrito estático de Zé Lelé que está anulando a força realizada por todo o
grupo.




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Leis de Newton


        • 1ª Lei de Newton – Inércia
   • 2ª Lei de Newton – Fr = m.a
      • 3ª Lei de Newton – Ação e
                  Reação


Prof. Valmiro T.
Força da resistência do ar




Prof. Valmiro T.
Prof. Valmiro T.
Um estudante espanhol de 21 anos desenhou um sistema que permite a
 redução da resistência ao ar do aerofólio posterior dos carro e assim
 aumentar a velocidade dos carros de Fórmula 1 em 10km/h nas retas.




Prof. Valmiro T.
Resistência do ar em uma bola
            de futebol.




Prof. Valmiro T.
Indique a intensidade, direção e sentido da força
               resultante, nos dois casos abaixo:




Prof. Valmiro T.
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• Determine a aceleração de uma Kombi,
   de 1200 kg, que se desloca numa estrada
   horizontal, sendo a força motora,Fm
   = 3360 N, e a força de resistência do ar,
 • Far = 3000 N




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Paraquedas




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Inérciaforçadeatrito

  • 1.
    FÍSICA . Aula01 Inércia e força de atrito Que tipo de força induz a formação das colunas observadas a seguir? Elaboração Prof. Santer Matos
  • 2.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Definindo inércia... A inércia é uma propriedade física da matéria. Considere um corpo não submetido à ação de nenhuma força ou submetido a um conjunto de forças de resultante nula. Nesta condição, esse corpo não sofre variação de velocidade, ou seja, se está parado, permanece parado, se está em movimento, permanece em movimento em linha reta e com velocidade constante. Tal princípio, formulado pela primeira vez por Galileu e, posteriormente, confirmado por Newton, é conhecido como primeiro princípio da Dinâmica (1ª lei de Newton) ou Princípio da Inércia. Prof. Valmiro T.
  • 3.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Definindo inércia... Podemos interpretar seu enunciado da seguinte maneira: todos os corpos são "preguiçosos" e não desejam modificar seu estado de movimento: se estão em movimento, querem continuar em movimento; se estão parados, não desejam mover-se. Essa "preguiça" é chamada pelos físicos de Inércia e é característica de todos os corpos dotados de massa. Prof. Valmiro T.
  • 4.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Primeiro princípio da inércia: “Todo corpo em repouso tende a continuar em repouso a não ser que uma força altere essa situação.” Prof. Valmiro T.
  • 5.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Segundo princípio da inércia: “Todo corpo em movimento tende a continuar em movimento em linha reta e com velocidade constante, a não ser que uma força altere esse movimento.” Prof. Valmiro T.
  • 6.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Quem apresenta a maior inércia? Prof. Valmiro T.
  • 7.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Relação entre massa e inércia A inércia refere-se à resistência que um corpo oferece à alteração do seu estado de repouso ou de movimento, varia de corpo para corpo e depende da massa dos corpos. • Corpos com massa elevada (maior) inércia. • Corpos com massa pequena (menor) inércia. Prof. Valmiro T.
  • 8.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Exemplos de inércia: brecada Quando o veículo é brecado, os passageiros tendem a manter-se no estado de movimento anterior à frenagem. Por isso, as pessoas "vão para a frente" do automóvel quando este é brecado. A mudança do estado de movimento é apenas do carro. Os passageiros simplesmente tendem a manter-se como estavam. Da inércia resultam os ferimentos em acidentes no tráfego. Por isso... Prof. Valmiro T.
  • 9.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Não seja vítima da inércia: use o cinto de segurança! Segundo o Código de Trânsito Brasileiro, em seus artigos 65 e 167, “É obrigatório o uso do cinto de segurança para condutores e passageiros em todas as vias do território nacional, salvo em situações regulamentadas pelo CONTRAN”. A ocorrência da infração do artigo 167 é considerada grave (multa de R$127,69 e 5 pontos na carteira de habilitação). Essa imposição do uso do cinto trata de uma das medidas mais simples e eficientes para diminuir a quantidade de mortes no trânsito, sendo incontestável sua eficiência na eventualidade de um acidente. Prof. Valmiro T.
  • 10.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Exemplos de inércia: rotação terrestre Nenhuma força provoca o movimento de rotação da Terra. Quando a Terra se formou, ela adquiriu esse movimento dos objetos que colidiram com ela e fizeram sua massa crescer. Uma vez que uma rotação se inicie e não haja perda de energia, ela se mantém para sempre pela lei da inércia. Portanto, a Terra gira hoje porque girava ontem, sem que nenhuma força externa a impulsione neste sentido. Prof. Valmiro T.
  • 11.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Como se explica o fato de não ter quebrado nada acima da mesa? Prof. Valmiro T.
  • 12.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito O que é força? O conceito científico de força foi introduzido nos quadros do pensamento humano por Johannes Kepler (1571-1630), o astrônomo alemão que se tornou famoso principalmente por ter descoberto as leis do movimento dos planetas em torno do Sol. O conceito dominante de força, antes de Kepler, era o dos aristotélicos: força podendo ser apenas empurrão ou puxão. O conceito de força apresentado a seguir é o conceito clássico, construído por Galileu e aperfeiçoado por Newton. Prof. Valmiro T.
  • 13.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Definindo força... Um corpo inicialmente em estado de inércia (parado ou em movimento retilíneo uniforme) somente conseguirá sair dessa inércia se atuar sobre ele alguma força não nula. Pode-se definir força como um agente do Universo capaz de alterar o estado inicial de um corpo, deformando-o ou atribuindo-o aceleração. Somente observa-se a existência da força quando existe contato entre os corpos. Prof. Valmiro T.
  • 14.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Definindo força... É importante lembrar que a grandeza física, força, é uma grandeza vetorial, isto é, para caracterizá-la precisamos definir sua intensidade (módulo), sua direção de atuação e seu sentido. Prof. Valmiro T.
  • 15.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Medidas de força: A intensidade de uma força pode ser medida através de um aparelho denominado dinamômetro. O dinamômetro é um instrumento constituído de uma mola que se deforma quando recebe a ação de uma força. Logo, para cada deformação produzida, temos o dispositivo indicando a intensidade da força aplicada. No Sistema Internacional de Medidas (SI), a unidade de medida de força é o Newton (N). Eventualmente pode- se utilizar a unidade prática quilograma- força (kgf), sendo que 1 kgf = 9,8 N. Prof. Valmiro T.
  • 16.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Força peso Denomina-se força peso a força de campo gravitacional que um corpo exerce sobre qualquer objeto colocado próximo à sua superfície. Ela tem direção vertical, sentido para baixo e seu módulo pode ser calculado multiplicando a massa do objeto e gravidade do local onde ele se encontra. Prof. Valmiro T.
  • 17.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Força de atrito A força de atrito está presente em praticamente todos os momentos do nosso dia-a-dia. Sem ela, seria impossível você estar agora sentado lendo esse texto, pois você já teria escorregado pela sua cadeira. O simples ato de andar também seria inviável, pois sem o atrito você não teria apoio nem para ficar de pé. Para que exista a força de atrito, é necessário existir o contato entre duas superfícies. Por exemplo, o pneu do carro que é aderente e o asfalto que é áspero. Essa combinação gera uma força de atrito que fará o automóvel se movimentar sem derrapar pela pista. Define-se a força de atrito como uma força de oposição à tendência do escorregamento. Tal força é gerada devido a irregularidades entre as duas superfícies que estão em contato. Prof. Valmiro T.
  • 18.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Força de atrito A ilustração abaixo mostra a força motriz e a conseqüente força de atrito, que tem a mesma direção e sentido oposto, e também mostra uma ampliação exemplificada das irregularidades das duas superfícies. É importante também assinalar que a força de atrito depende da força de compressão que o objeto faz com a superfície de apoio. Não é difícil entender que quanto mais o objeto pressionar essa superfície, maior será a força de atrito. Essa força de compressão é representada pela força normal. Prof. Valmiro T.
  • 19.
    Ciências . Aula01 Inércia e força de atrito Força de atrito Existem dois tipos de força de atrito: estático e cinético. O primeiro existe no corpo em repouso e o segundo, no corpo em movimento. Normalmente, a força de atrito estática é superior à cinética. Isso explica a necessidade de uma força maior para se colocar um corpo em movimento e de uma força menor para mantê-lo. Na ilustração abaixo é a força de atrito estático de Zé Lelé que está anulando a força realizada por todo o grupo. Prof. Valmiro T.
  • 20.
    Leis de Newton • 1ª Lei de Newton – Inércia • 2ª Lei de Newton – Fr = m.a • 3ª Lei de Newton – Ação e Reação Prof. Valmiro T.
  • 21.
    Força da resistênciado ar Prof. Valmiro T.
  • 22.
  • 23.
    Um estudante espanholde 21 anos desenhou um sistema que permite a redução da resistência ao ar do aerofólio posterior dos carro e assim aumentar a velocidade dos carros de Fórmula 1 em 10km/h nas retas. Prof. Valmiro T.
  • 24.
    Resistência do arem uma bola de futebol. Prof. Valmiro T.
  • 25.
    Indique a intensidade,direção e sentido da força resultante, nos dois casos abaixo: Prof. Valmiro T.
  • 26.
  • 27.
    • Determine aaceleração de uma Kombi, de 1200 kg, que se desloca numa estrada horizontal, sendo a força motora,Fm = 3360 N, e a força de resistência do ar, • Far = 3000 N Prof. Valmiro T.
  • 28.
  • 29.
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