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Força

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Para alterar o estado de um corpo, é necessário modificar o seu momento.

A taxa com que isso ocorre é chamada de força, definida como a mudança de momento ao longo do tempo e é um vetor, uma vez que a mudança de momento também o é. Newton definiu isso em seu segundo princípio.

>Modelo

ID:(597, 0)



Mecanismos

Iframe

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Código
Conceito
Conceito de força
Força média
Isaac Newton
Momento
Principia

Mecanismos

ID:(15470, 0)



Isaac Newton

Descrição

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Newton foi o primeiro a estabelecer os princípios básicos sobre os quais se fundamenta o estudo do movimento. Seu livro "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural" resume essencialmente três leis que nos permitem calcular como os corpos se movem.

A base do seu pensamento reside na alteração do momento ao longo do tempo, que ele denomina como força. Na ausência dessa força, o momento se mantém constante, o que, para uma massa constante, implica que a velocidade não é alterada. Além disso, ele concebe a ideia de que as forças surgem em pares, ou seja, para gerar uma força, é necessário criar sua contraparte, que chamamos de reação. Esses princípios, conhecidos como as leis do movimento de Newton, estabeleceram os fundamentos da física clássica e são fundamentais para entender o comportamento dos objetos em movimento.

ID:(636, 0)



Momento

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Se considerarmos um corpo com massa $m$ e velocidade $v$, podemos ver que existem duas situações em que é mais difícil mudar seu movimento:

• sua massa é muito grande (por exemplo, tentar parar um carro)
• sua velocidade é muito alta (por exemplo, tentar parar uma bala)

Por isso, é introduzida uma medida do movimento que leva em conta o corpo como o produto da massa pela velocidade, que é chamado de momento do corpo.

É definido como:

$$

ID:(15477, 0)



Conceito de força

Conceito

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A força é responsável por gerar movimento, especialmente no que diz respeito à translação. Conceitualmente, pode ser entendida como a velocidade com que o momento é adicionado (ou subtraído) a um corpo.

ID:(1069, 0)



Força média

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Para estimar o deslocamento de um objeto, é essencial compreender como o seu momento varia ao longo do tempo. Portanto, introduz-se a proporção entre la variação de momento ($\Delta p$) e o tempo decorrido ($\Delta t$), definida como la força ($F$).

Para realizar a medição, pode-se trabalhar com um sistema como o mostrado na imagem:



Para determinar a força média, utiliza-se um dinamômetro que consiste em uma mola que, ao se estender sob a ação da força, indica em uma escala a intensidade desta.



A equação que descreve a força média é, portanto:

$ F \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta t }$



Deve-se ter em mente que a força média é uma estimativa da força real. O problema principal é que:

O momento varia ao longo do tempo, de modo que o valor da força pode ser muito diferente de uma força média.



Por isso, a chave é:

Determinar a força em um intervalo de tempo suficientemente curto, de modo que sua variação seja mínima.

ID:(15476, 0)



Principia

Descrição

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As teorias de Newton foram tornadas públicas em seu livro "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica".

Este livro, comumente conhecido como "Principia", é considerado uma das obras mais importantes na história da ciência. Nele, Newton apresenta suas leis do movimento e a lei da gravitação universal, estabelecendo assim os fundamentos da física clássica. O "Principia" revolucionou nossa compreensão do mundo físico e forneceu um quadro matemático para descrever e prever o movimento de objetos no universo.

ID:(11531, 0)



Modelo

Top

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Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$m_i$
m_i
Massa inercial
kg
$m_0$
m_0
Massa inicial
kg
$t_0$
t_0
Tempo inicial
s
$v_0$
v_0
Velocidade inicial
m/s

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\Delta v$
Dv
Diferença de velocidade
m/s
$F$
F
Força
N
$p$
p
Momento
kg m/s
$p_0$
p_0
Momento inicial
kg m/s
$t$
t
Tempo
s
$\Delta t$
Dt
Tempo decorrido
s
$\Delta m_i$
Dm_i
Variação da massa inercial
kg
$\Delta p$
Dp
Variação de momento
N/m^2
$v$
v
Velocidade
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado




Equações

#
Equação

$ \Delta m_i = m_i - m_0 $

Dm_i = m_i - m_0


$ \Delta p = p - p_0 $

Dp = p - p_0


$ \Delta t \equiv t - t_0 $

Dt = t - t_0


$ \Delta v \equiv v - v_0 $

Dv = v - v_0


$ F \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta t }$

F = Dp / Dt


$ p = m_i v $

p = m_i * v


$ p_0 = m_0 v_0 $

p = m_i * v

ID:(15388, 0)



Momento (1)

Equação

>Top, >Modelo


O momento ($p$) é calculado a partir de la massa inercial ($m_i$) e la velocidade ($v$) usando

$ p = m_i v $

$m_i$
Massa inercial
$kg$
6290
$p$
Momento
$kg m/s$
8974
$v$
Velocidade
$m/s$
6029

ID:(10283, 1)



Momento (2)

Equação

>Top, >Modelo


O momento ($p$) é calculado a partir de la massa inercial ($m_i$) e la velocidade ($v$) usando

$ p_0 = m_0 v_0 $

$ p = m_i v $

$m_i$
$m_0$
Massa inicial
$kg$
8761
$p$
$p_0$
Momento inicial
$kg m/s$
4974
$v$
$v_0$
Velocidade inicial
$m/s$
5188

ID:(10283, 2)



Diferença de momento

Equação

>Top, >Modelo


Segundo Galileu, os corpos tendem a manter seu estado de movimento, ou seja, o momento

$\vec{p} = m\vec{v}$



deve ser constante. Se houver alguma ação sobre o sistema que afete seu movimento, isso estará associado a uma variação no momento. A diferença entre o momento inicial $\vec{p}_0$ e o momento final $\vec{p}$ pode ser expressa como:

$ \Delta p = p - p_0 $

$p$
Momento
$kg m/s$
8974
$p_0$
Momento inicial
$kg m/s$
4974
$\Delta p$
Variação de momento
$kg m/s$
5305

ID:(3683, 0)



Tempo decorrido

Equação

>Top, >Modelo


Para descrever o movimento de um objeto, precisamos calcular o tempo decorrido ($\Delta t$). Essa magnitude é obtida medindo o tempo inicial ($t_0$) e o o tempo ($t$) desse movimento. A duração é determinada subtraindo o tempo inicial do tempo final:

$ \Delta t \equiv t - t_0 $

$t$
Tempo
$s$
5264
$\Delta t$
Tempo decorrido
$s$
5103
$t_0$
Tempo inicial
$s$
5265

ID:(4353, 0)



Força média

Equação

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La força ($F$) é definido como la variação de momento ($\Delta p$) por o tempo decorrido ($\Delta t$), que é definido pela relação:

$ F \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta t }$

$F$
Força
$N$
4975
$\Delta t$
Tempo decorrido
$s$
5103
$\Delta p$
Variação de momento
$kg m/s$
5305

ID:(3684, 0)



Massa constante

Equação

>Top, >Modelo


Se la massa inercial ($m_i$) variar, o momento é alterado, a menos que a velocidade varie de forma inversa. Portanto, é importante considerar la variação da massa inercial ($\Delta m_i$), calculado usando a diferença com la massa inicial ($m_0$) da seguinte forma:

$ \Delta m_i = m_i - m_0 $

$m_i$
Massa inercial
$kg$
6290
$m_0$
Massa inicial
$kg$
8761
$\Delta m_i$
Variação da massa inercial
$kg$
10401

ID:(15537, 0)



Variação de velocidade

Equação

>Top, >Modelo


A aceleração corresponde à variação da velocidade por unidade de tempo.

Portanto, é necessário definir la diferença de velocidade ($\Delta v$) em função de la velocidade ($v$) e la velocidade inicial ($v_0$) como:

$ \Delta v \equiv v - v_0 $

$\Delta v$
Diferença de velocidade
$m/s$
5273
$v$
Velocidade
$m/s$
6029
$v_0$
Velocidade inicial
$m/s$
5188

ID:(4355, 0)