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.
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Mecanismos
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Mecanismos
ID:(15470, 0)
Isaac Newton
Descrição
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
Top
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
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
Top
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
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
Parâmetros
Variáveis
Cálculos
Cálculos
Cálculos
Equações
$ \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
O momento ($p$) é calculado a partir de la massa inercial ($m_i$) e la velocidade ($v$) usando
$ p = m_i v $ |
ID:(10283, 1)
Momento (2)
Equação
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 $ |
ID:(10283, 2)
Diferença de momento
Equação
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 $ |
ID:(3683, 0)
Tempo decorrido
Equação
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 $ |
ID:(4353, 0)
Força média
Equação
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 }$ |
ID:(3684, 0)
Massa constante
Equação
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 $ |
ID:(15537, 0)
Variação de velocidade
Equação
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 $ |
ID:(4355, 0)