Dinâmica

De Ana Maria Toffoletto

A Dinâmica, parte importante do estudo da Física, especificamente da Mecânica, relaciona os movimentos com suas causas. O livro apresenta todo o conteúdo de Dinâmica, tendo por objetivo mostrá-lo de forma organizada e numa linguagem acessível ao leitor.

• Idioma: Português
• Editora: Clube de Autores
• Data de lançamento: 8 de ago. de 2017

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CAPÍTULO 1

bolinhas

     FÍSICA – Palavra grega que significa Natureza. Então, estudar Física significa estudar a natureza. 

     Para maior facilidade, vamos dividir o estudo da Física em partes:

Física Clássica: 

      Mecânica

      Óptica

      Termologia

      Ondas

      Acústica

      Eletromagnetismo

Física Moderna:

      Relatividade

      Quântica

      Radioatividade

       A Física é a ciência que estuda a natureza; daí o nome ciência natural. Ela estuda vários fenômenos naturais. 

Fenômeno natural: tudo o que acontece na natureza, sem a intervenção humana. Uma fruta caindo de uma arvore é um fenômeno natural. A chuva, o vento e a neve também são exemplos de fenômeno natural.

     Além deste estudo da Física e de suas partes, devemos ter conhecimento de algumas ferramentas que nos auxiliarão a entender esta Ciência tão fascinante. 

     Estes conhecimentos são: 

Medidas

Relembrando Sistema Métrico Decimal

Sistema Internacional de Unidades

Algarismos Significativos

Potências de Dez- Ordem de Grandeza

Método em Física

Funções e Gráficos 

     Faremos o estudo destes conhecimentos como adendo ao estudo dos ramos (partes) da Física.

OBJETIVOS DO ESTUDO DE FÍSICA

     Desde sua aparição na Terra, o homem se preocupou em entender e dominar o universo que o cerca, numa tentativa de resolver problemas práticos, ou facilitar suas tarefas, ou apenas, entender e explicar fenômenos naturais como, por exemplo, por que um trovão faz barulho, por que os corpos têm cores diferentes, como é o movimento dos astros, por que o céu é azul. A tecnologia de que dispomos hoje é o resultado de milhares de anos observando a natureza, descobrindo suas leis e sabendo como utilizá-las, isto é, estudando as ciências naturais. Para observar a natureza, muitas vezes há necessidade de um instrumento de observação como, por exemplo, um telescópio, um microscópio etc. e, também, em inúmeros casos, essa observação exige medidas.

DIVISÕES DA FÍSICA

     O estudo da Física é dividido em partes, para maior facilidade. São elas: Mecânica, Óptica, Termologia, Acústica, Ondulatória, Eletromagnetismo e mais recentemente, além do estudo desta Física, chamada de Física Clássica, há ainda o estudo da Física Moderna, cujas partes são: Relatividade, Quântica e Radioatividade.

Mecânica: Parte da Física que estuda o movimento dos corpos em geral. Estudar um movimento é descrevê-lo e descobrir suas causas. Mas é estudar qual tipo de movimento? Todo tipo de movimento: movimento dos planetas, da formiguinha, de pessoas.

Óptica: Parte da Física que estuda o comportamento da luz nas mais diversas situações.

Termologia ou Termofísica: Parte da Física que estuda os fenômenos associados ao calor.

Acústica: Parte responsável pelo estudo da formação, propagação e das propriedades das ondas sonoras, em outras palavras, é o estudo do som.

Ondulatória: Parte que estuda os fenômenos que envolvem ondas.

Eletromagnetismo: Parte que estuda os Fenômenos Elétricos (Eletrodinâmica e Eletrostática) e Magnéticos.

Relatividade: Parte da Física Moderna que descreve os movimentos com velocidades próximas à velocidade –limite, que é a da luz no vácuo (300.000 km/s), e que substitui os conceitos de espaço e tempo absolutos de Newton.

Mecânica Quântica: Parte da Física Moderna que tenta explicar tudo o que ocorre no mundo das partículas atômicas e subatômicas. Os conceitos de posição, velocidade e energia não mais seguem as regras estabelecidas pelas leis de Newton.

Radioatividade: Parte da Física Moderna que estuda as radiações eletromagnéticas de uma frequência determinada.

      Mecânica: Dissemos que estudamos a Física em partes para facilidade deste estudo.

     A primeira parte é a Mecânica, como vimos. Acontece que a Mecânica também se divide em partes, ou ramos, para facilidade de seu estudo.

     A Tabela abaixo nos mostra esta divisão.

   DIVISÕES DA MECÂNICA

A) CINEMÁTICA

B) DINÂMICA

C) ESTÁTICA 

D) HIDROSTÁTICA

        E) GRAVITAÇÃO UNIVERSAL

A) CINEMÁTICA: Parte da Mecânica que estuda os Movimentos sem se preocupar com as causas desses Movimentos.

Veremos, no próximo capítulo, que a causa do Movimento dos objetos e corpos são as forças. Mas a Cinemática se preocupa apenas em descrever os Movimentos, suas Velocidades, Acelerações, sem se ocupar com o que causou esse Movimento.

CAPÍTULO 2

B) DINÂMICA: é a parte da Mecânica que estuda os movimentos, ocupando-se agora, também, com o que causou ou modificou estes movimentos, no caso, as forças. Quando estudamos Cinemática só nos interessa estudar o movimento matematicamente, ou seja, conhecer seus elementos: velocidade, aceleração, etc. Agora, no estudo de Dinâmica, nos interessa saber o que causou este movimento, no caso, como já mencionamos, a força que foi o agente causador deste movimento.

Há dois conceitos fundamentais em Dinâmica: o conceito de massa e o conceito de força.

A próxima tabela lista todos os tópicos que estudaremos em Dinâmica

Força

Massa

Tipos de Força

Força Resultante

Primeira Lei de Newton ou Princípio da Inércia

Segunda Lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica

Força Peso

Medida de Força: Dinamômetro

Força Elástica

Força de Tração

Força Normal 

Força De Atrito (Parte Um)

Força de Contato: Componentes Normal e de Atrito

Terceira Lei de Newton

Força de Atrito: Estático e Cinético (Parte Dois)

Elevadores em Movimento 

Plano Inclinado

Trabalho da Força

Trabalho da Força Peso

Trabalho da Força Elástica

Potência Média de uma Força

Potência Instantânea de uma Força

Relação entre Potência e Velocidade

Rendimento de um dispositivo

Energia

Energia Cinética

Energia Potencial Gravitacional

Energia Potencial Elástica

Energia Mecânica

Impulso

Quantidade de Movimento

Teorema do impulso-quantidade de movimento

Conservação da Quantidade de Movimento

Choques Mecânicos

MASSA DE UM CORPO

     Massa de um corpo é a quantidade de matéria (qualquer quantidade de substância que compõe um corpo sólido, líquido ou gasosos) contida nesse corpo. Massa é uma grandeza escalar que atribuímos a cada corpo obtida pela comparação do corpo com um padrão, usando-se o princípio da balança de braços iguais. 

     Unidades de massa mais usadas:

     QUILOGRAMA (kg)

     GRAMA (g) → submúltiplo do quilograma

     TONELADA (t) → múltiplo do quilograma 

     1 kg = 1000 g = 10³ g

     1 t = 1000 kg = 10³ kg

     No Sistema Internacional de Unidades a unidade