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A força é uma grandeza vetorial, pois para que o seu efeito fique bem definido, precisamos especificar o módulo, a direção e o sentido da força.
O peso de um objeto é a força com a qual a Terra atrai este objeto. Também é considerado uma força cuja direção é vertical e cujo sentido aponta para o centro da Terra ( de cima para baixo ).
Unidades de medida de força.
1 quilograma-força ( 1 kgf ) e 1 newton ( 1 N).
1 kgf é a força com que a Terra atrai o quilograma-padrão ao nível do mar e a 45º de latitude. Tem-se que 1 kgf = 9,8 N.
INÉRCIA
Inércia é tendência que todo objeto possui de, estando em repouso, permanecer parado e, estando em movimento, continuar se deslocando em linha reta com velocidade constante. Exemplos que ilustram esse conceito são: se estiver em pé no corredor de um ônibus, poderá observar que, quando o ônibus “arranca”, a pessoa tende a ficar no mesmo lugar ( o ônibus vai para a frente e ele fica para trás); quando o motorista para bruscamente o ônibus, a pessoa tende a continuar em movimento ( o ônibus para e ele vai para frente );
quando o ônibus entra em uma curva, a pessoa tende a continuar em linha reta ( o ônibus entra na curva e ele cai para o lado ).
Esta última situação é, por vezes, analisada erroneamente, dizendo-se que a pessoa cai para o lado em virtude da ação de uma força centrífuga. Essa força simplesmente não existe, a pessoa cai lateralmente porque seus pés são arrastados para dentro da curva pelo chão do ônibus, enquanto o resto do seu corpo tende a continuar na direção inicial do movimento.
PRIMEIRA LEI DE NEWTON, ( Lei da inércia de Galileu )
Na ausência de forças, um objeto em repouso continua em repouso e um objeto em movimento move-se em linha reta, com velocidade constante.
TEORIA FORÇAS E AS LEIS DE NEWTON
TEORIA FORÇAS E AS LEIS DE NEWTON
Força – Em linguagem simples, um empurrão ou um puxão. Uma força é um aspecto da interação entre duas ou mais partículas. Portanto, as forças que atuam sobre determinada partícula são devidas às outras partículas que formam a sua vizinhança.
Força resultante – A soma vetorial de todas as forças exercidas sobre um objeto.
Equilíbrio mecânico. O estado de um objeto, ou sistema de objetos, no qual não há mudanças no movimento. De acordo com a primeira lei de Newton, se estiver em repouso, conitnua no estado de repouso. Se estiver em movimento, o movimento continua sem modificações.
Condição de equilíbrio – Para qualquer objeto ou sistema de objetos em equilíbrio, a soma das forças é nula. Na forma de equação, ∑ F = 0.
Inércia - A propriedade dos objetos de resistir a mudanças em seu movimento.
Conceito de Inércia - Texto alternativo.
Primeira lei de Newton do movimento ( lei da inércia ) – Todo objeto mantém-se em repouso ou em movimento retilíneo com rapidez uniforme a menos que sobre ele seja exercida uma força resultante não nula.
Massa – A quantidade de material que um objeto possui. Mais especificamente, é uma medida da inércia ou lerdeza que um objeto apresenta em resposta a qualquer esforço realizado para iniciar seu movimento, pará-lo, desviá-lo ou mudar de qualquer maneira seu estado de movimento.
Peso – A força sobre um objeto devido à gravidade ( P = m.g )
Quilograma – A unidade fundamental do SI para massa. Um quilograma ( símbolo kg ) é a massa de um litro ( 1 L ) de água a 4°C.
Segunda lei de Newton – A aceleração de um objeto é diretamente proporcional à força resultante exercida sobre ele, tem o mesmo sentido da força, e é inversamente proporcional à sua massa.
Newton – A unidade do SI para força. Um Newton ( símbolo N ) é a força que produzirá uma aceleração de 1 m/s2 em um objeto com massa de 1 kg.
Volume – A quantidade de espaço que um objeto ocupa.
Força – Qualquer influência capaz de acelerar um objeto, medida em newtons ( ou quilograma-força, ou libras no Sistema Britânico de Unidades ).
Atrito – Força que oferece resistência, opondo-se ao movimento ou à tentativa de movimentar um objeto sobre outro com o qual está em contato, ou ao movimento através de um fluido.
Queda Livre – movimento sob influência apenas da gravidade.
Rapidez terminal – A rapidez alcançada quando termina a aceleração de um objeto, no momento em que a resistência do ar equilibra seu peso. Quando a orientação ( direção e sentido ) é especificada, temos, então, a velocidade terminal.
O vetor enamorado diz: “Eu sou apenas um escalar, até que você chegue e me dê uma orientação”.
Habilidades e Objetivos
Habilidades e Objetivos
• Analisar e representar as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões em situações cotidianas e processos produtivos que priorizem o uso racional dos recursos naturais. (BNCC–EM13CNT101)
• Compreender a relação entre força e movimento na visão aristotélica. (H1)
• Compreender o conceito de inércia na concepção de Galileu. (H4)
• Compreender que força é uma interação entre corpos e que surge aos pares, identificando esses pares em situações do cotidiano. (H9)
• Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e / ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. (BNCC–EM13CNT301)
• Descrever o movimento de queda de corpos na concepção de Galileu. (H5)
• Descrever o movimento de queda de corpos na visão aristotélica. (H2)
• Elaborar explicações e previsões a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais. (BNCC–EM13CNT204)
• Interpretar a grandeza física força, observando suas características e unidades de medida. (H6)
• Interpretar causa e efeito dos movimentos dos corpos, em diferentes situações cotidianas. (H7)
• Reconhecer a evolução das ideias sobre força e movimento, segundo as ideias de Aristóteles e Galileu. (H3)
• Reconhecer a inércia como uma propriedade da matéria, relacionada com a massa do corpo, que permite ser aplicada em diferentes situações cotidianas. (H8)
Habilidades e Objetivos ( Aplicações das Leis de Newton )
Habilidades e Objetivos ( Aplicações das Leis de Newton )
• Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e / ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano. (BNCC–EM13CNT307).
• Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas. (BNCC–EM13CNT101).
• Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos. (BNCC–EM13CNT306).
• Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e / ou experimentos, elaborando e / ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e / ou promover debates em torno de temas científicos e / ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental. (BNCC– EM13CNT302).
• Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e / ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. (BNCC–EM13CNT301).
• Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros). (BNCC–EM13CNT204).
• Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e / ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. (BNCC–EM13CNT303).
QUESTÕES PARA ESTUDAR
QUESTÕES PARA ESTUDAR
Questão 01 – ( Hewitt 31_04) Que relação entre a Terra e o Sol Copérnico propôs? RESPOSTA!
Questão 02 – ( Hewitt 32_01 ) Uma bola que rola ao longo de um piso não se mantém assim indefinidamente. Isso ocorre por que ela sempre busca um lugar de repouso ou por que alguma força está sendo exercida sobre ela? No segundo caso, identifique a força. RESPOSTA!
Questão 03 – ( 34_01 ) - Lucas está em pé com um dos pés sobre uma balança de banheiro, e o outro sobre uma segunda balança do mesmo tipo. Cada balança registra 350 N. Qual é o peso de Lucas? RESPOSTA!
QUESTÃO 04 – ( Hewitt 31_05 ) – Qual a descoberta de Galileu em seu lendário experimento na Torre Inclinada? RESPOSTA!
QUESTÃO 05 – ( Hewitt 31_06) Em seus experimentos com planos inclinados, o que descobriu Galileu acerca do movimento de corpos e das forças? RESPOSTA!
QUESTÃO 06 - ( P. Hewitt 31_07 ) – O que significa dizer que um objeto em movimento tem inércia? Dê um exemplo. RESPOSTA!
Questão 07 – ( P. Hewitt 31_08 ) – A inércia é a razão para os objetos manterem o movimento, ou o nome dado a esta propriedade? RESPOSTA!
Questão 08 – ( P. Hewitt 31_09 ) – Cite a primeira lei de Newton do movimento. RESPOSTA!
QUESTÃO 09 – ( P. Hewitt 31_10 ) – Qual é a força resultante sobre um carrinho de mão empurrado por duas forças, uma de 100 newtons para a direita e outra de 30 newtons para a esquerda?
SOLUÇÃO ( 09 ) – O módulo da força resultante de duas forças em sentidos opostos, é a diferença entre a maior dessas forças menos a menor. Nesse caso: 100 – 30 = 70 newtons. Como a maior força está para a direita, a força resultante é de 70 newtons para a direita.
QUESTÃO 10 – ( Hewitt 31_11 ) – Por que se diz que força é uma quantidade vetorial? RESPOSTA!
QUESTÃO 11 - ( Hewitt 31_12 ) – A força pode ser expressa em unidades de quilogramas-força bem como em unidades de newtons? RESPOSTA!
QUESTÕES PARA ESTUDAR
QUESTÕES PARA ESTUDAR
Questão 01 ( P. Hewitt 68_02 ) Quão grande é o atrito comparado com o seu empurrão sobre um caixote que não se move sobre o piso? RESPOSTA!
Bernoulli
Leis de Newton – Fundamentos - Volume 2 - Frente A
Leis de Newton – Aplicações - Volume 2 - Frente A
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