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ESCOLA DE EDUCAÇÃO BÁSICA OLAVO BILAC – ESCOLA POLO PROFESSOR: Jacó Jovino de Brito Girardi DISCIPLINA: Física SÉRIE: 1º ALUNO(A): TURMA: ATIVIDADE NÚMERO: 03 (2º semestre) Olá alunos, nesta atividade estudaremos a 2ª Lei de Newton. 2ª Lei de Newton A Segunda Lei de Newton, também conhecida como Lei da Superposição de Forças ou como Princípio Fundamental da Dinâmica, traduzida de sua forma original, é apresentada abaixo: “A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é aplicada.” Essa lei informa que o módulo da aceleração produzida sobre um corpo é diretamente proporcional ao módulo da força aplicada sobre ele e inversamente proporcional à sua massa. Essa lei é apresentada na equação abaixo: Legenda: |a| – módulo da aceleração (m/s²) |F| - módulo da força (N ou kg.m/s²) m – massa do corpo (kg) As forças são grandezas vetoriais, portanto, são escritas com uma seta apontada sempre para direita acima de seu símbolo. Essa seta não indica o módulo ou a direção da grandeza vetorial, indica somente que elas são vetoriais. De acordo com a Segunda Lei de Newton, a força resultante aplicada sobre um corpo produz nele uma aceleração na mesma direção e sentido da força resultante: FR – Força resultante (N ou kg.m/s²) m – massa do corpo (kg) a – aceleração (m/s²) A aceleração produzida sobre um corpo tem a mesma direção e sentido da força resultante sobre ele e é inversamente proporcional à sua massa. Além disso, o Princípio da Superposição pode ser calculado pela soma vetorial de todas as forças que atuam sobre o corpo A forma como Isaac Newton apresentou sua segunda lei foi um pouco diferente da forma atual. Newton enunciou essa lei em função de uma outra grandeza física: o impulso. De acordo com esse enunciado, a força resultante (FR) aplicada sobre um corpo durante um intervalo de tempo (Δt) produz uma mudança em sua quantidade de movimento (ΔQ), que é igual ao impulso (I) produzido sobre esse corpo. Assim, a força resultante (FR) pode ser escrita como a mudança na quantidade de movimento (ΔQ) durante um intervalo de tempo (Δt): Legenda: F – força aplicada sobre um corpo (N) ΔQ – variação da quantidade de movimento (kg.m/s ou N.s) Δt – intervalo de tempo (s) m – massa do corpo (kg) vF – velocidade final (m/s) vi – velocidade final (m/s) Exercícios resolvidos 1)Em um acidente, um carro de 1200 kg e velocidade de 162 Km/h chocou-se com um muro e gastou 0,3 s para parar. Marque a alternativa que indica a comparação correta entre o peso do carro e a força, considerada constante, que atua sobre o veículo em virtude da colisão. ADOTE: g = 10m/s2 a) 10 vezes menor b) 10 vezes maior c) 15 vezes menor d) 20 vezes maior e) 25 vezes menor Primeiramente vamos determinar o módulo da aceleração do veículo. Para isso, a velocidade de 162 km/h será transformada para m/s. 162 km/h ÷ 3,6 = 45 m/s A partir do movimento uniformemente variado, podemos determinar a aceleração do veículo: v = v0 + a.t Das informações contidas no enunciado, sabemos que a velocidade final (v) é nula, a velocidade inicial (v0) é de 45m/s e a aceleração é negativa, já que ocorre uma diminuição de velocidade, portanto: 0 = 45 – a.t a.t = 45 a = 45 0,3 a = 150 m/s2 Aplicando a Segunda lei de Newton, podemos determinar a força feita pelo muro sobre o veículo. FR = m.a FR = 1200. 150 FR = 180.000 N O peso do veículo é dado pelo produto de sua massa pela aceleração da gravidade, portanto: P = m.g P = 1200. 10 P = 12000 N A razão entre a força feita pelo muro sobre o carro e o peso do carro é: 180.000 ÷ 12000 = 15 Portanto, o peso do carro é 15 vezes menor que a força feita pelo muro sobre o veículo. 2) Sobre um corpo de massa igual a 20 kg atuam duas forças de mesma direção e sentidos opostos que correspondem a 60 N e 20 N. Determine a aceleração em que esse objeto movimenta-se. a) 1 m/s2 b) 2 m/s2 c) 4 m/s2 d) 6 m/s2 e) 8 m/s2 Como as forças que atuam sobre o corpo possuem sentidos opostos, podemos determinar a força resultante por meio de sua subtração. FR = 60 – 20 = 40 N Por meio da Segunda lei de Newton, a aceleração pode ser encontrada: FR = m.a 40 = 20.a a = 2 m/s2 Exercícios 1- (UFMG) Um corpo de massa m está sujeito à ação de uma força F que o desloca segundo um eixo vertical em sentido contrário ao da gravidade. Se esse corpo se move com velocidade constante, é porque: a) a força F é maior do que a da gravidade. b) a força resultante sobre o corpo é nula. c) a força F é menor do que a gravidade. d) a diferença entre os módulos das duas forças é diferente de zero. e) a afirmação da questão está errada, pois qualquer que seja F o corpo estará acelerado porque sempre existe a aceleração da gravidade. 2- Um corpo de massa m é submetido a uma força resultante de módulo F, adquirindo aceleração a. Qual a força resultante que se deve aplicar a um corpo de massa m/2 para que ele adquira aceleração 8a? ( poste a resolução)