Movimentos e Forças

Um corpo encontra-se em movimento ou em repouso, em relação a um determinado referencial (onde se encontra o observador).

Corpo está em:

• Movimento--> em relação a um referencial, quando a sua posição varia ao longo do tempo.
• Repouso--> em relação a um referencial, quando a sua posição não varia a longo do tempo. 

Exemplo (1):

O comboio encontra-se parado na estação.

Os passageiros estão sentados .

Os passageiros em relação à estação encontram-se em repouso.

Exemplo (2):

O comboio iniciou a sua viagem.

Os passageiros (que estão sentados) em relação ao comboio encontram-se em repouso, e em relação à estação encontram-se em movimento.

Trajetória:

A trajetória é uma linha imaginária que o corpo descreve durante o seu movimento. 

Tipos de trajetória:

• Retilínea

Fig.1- Trajetória retilínea

• Curvilínea

- Elíptica:

Fig.2- Trajetória curvilínea elíptica

- Circular:

Fig.3- Trajetória curvilínea circular

- Parabólica: 

Fig.4- Trajetória curvilínea parabólica

Distância (d):

• medida de comprimento da trajetória do corpo;
• é uma grandeza escalar;
• é expressa em metros (Si).

Fig.5- distância percorrida

Deslocamento (∆t)

• é o comprimento em linha reta entre o ponto de chegada e o ponto de partida;
• é uma variação de posição;
• o valor indica a distância medida em linha reta;
• é uma grandeza vetorial;
• é expressa em metros (SI);
• como se calcula: Δx = x_f - x_i
•  _{xf : posição final;}
•  x_{i : posição inicial}

Fig.6- deslocamento

Rapidez Média (rm)

• corresponde à distância percorrida, em média, em cada unidade de tempo;
• é uma grandeza escalar;
• é expressa em metros por segundo (m/s);
• como se calcula: 

  

  Fig.7- rapidez média

Intervalo de tempo:

•  Δt= tf - ti
• tf : tempo final
• ti : tempo inicial 

Velocidade média:

• é uma grandeza que nos informa a rapidez do movimento, a direção e o sentido desse movimento;
• é uma grandeza vetorial caracterizada pela direção, sentido e ponto de aplicação:

- Direção da velocidade é: direção da trajetória - movimento retilíneo; direção da tangente à trajetória - movimento curvilíneo;
- Sentido da velocidade é: o sentido do vetor (esquerda para a direita, cima para baixo);
- Ponto de aplicação: coincide com a posição ocupada pelo corpo o instante considerado.

• como se calcula:

Fig.8- velocidade média

Movimento Retilíneo:

Ponto de partida = Ponto de chegada => o movimento é nulo
Sem alteração do sentido => deslocamento = distância

• Movimento Retilíneo Uniforme (m.r.u):

O valor da velocidade média é constante.

Fig.9- movimento retilíneo uniforme

• Movimento Retilíneo Uniformente Acelerado (m.r.u.a)

A velocidade média aumenta ao longo do tempo.

Fig.10- movimento retilíneo uniformemente acelerado

• Movimento Retilíneo Uniformemente Retardado (m.r.u.r)

A velocidade média diminui ao longo do tempo.

Fig.11- movimento retilíneo uniformemente retardado

Aceleração média:

• é uma grandeza que nos indica como varia a velocidade à medida que o tempo decorre;
• exprime-se em metros por segundo ao quadrado m/s² 
• como se calcula: 

  

  Fig.12- aceleração média

Forças:

• O vetor força é uma grandeza vetorial (representam-se por vetores);
• Para caracterizar forças indica-se: Direção, Sentido, Intensidade e o Ponto de Aplicação;
• O resultado dos efeitos de todas as forças é igual ao de uma única força: a força resultante;
• Exprime-se em Newton (N);
• Para medir as forças utilizam-se o Dinamómetro Analógico ou o Dinamómetro Digital

Tipos de Forças:

• Forças de contacto:  ocorrem quando o agente que exerce a força entra em contacto com o objecto sobre o qual está a exercer a força.
• Forças à distância: ocorrem quando o agente que exerce a força não entra em contacto com o objecto sobre o qual está a exercer a força.

Forças de atrito: São orças de contacto que se opõem sempre ao movimento de um corpo. Dependem das superfícies de contacto e da massa do corpo.

A força resultante é nula quando:

• O corpo está em repouso;
• O corpo está em movimento retilíneo constante (velocidade constante)

1º Lei de Newton ou Lei da Inércia:

Fig.13- 1º lei de newton

A inércia é a oposição que qualquer corpo oferece à alteração da sua velocidade.

A 1º Lei de Newton ou Lei da Inércia é: qualquer corpo permanece no estado de repouso ou de movimento rectilíneo uniforme se a resultante das forças que actuam sobre esse corpo for nula.

- A massa de um corpo é uma medida da inércia desse corpo.
- Quanto maior for a massa do corpo, maior vai ser a sua inércia, mais difícil se torna alterar a sua velocidade.

2º Lei de Newton ou Lei Fundamental da Dinâmica:

Fig.14_ 2º lei de newton

É a força resultante do conjunto das forças que atuam num corpo, é diretamente proporcional à massa do corpo e à aceleração adquirida por este. 

Fr (N) = m (kg) x a ( m/s²⁾

Caso particular: P (peso=N) = m (g) x g ( m/s^{2 )}

                     ^{g= 9,8}  m/s² 

3º Lei de Newton ou Lei de ação - reação:

As forças atuam sempre aos pares 

O par ação - reaçãp está em corpos diferentes e por isso não se anula

Fig.15- 3º lei de newton