Dinâmica: É a parte da Mecânica que analisa os movimentos, fazendo as relações entre causas e efeitos.

O estudo dos movimentos que relacionam as causas e os efeitos é a essência da Dinâmica. Conceitos primitivos como os de força e de energia serão associados aos movimentos, além dos conceitos já estudados na Cinemática. Portanto, daqui em diante, as razões pelas quais os móveis adquirem ou modificam suas velocidades passarão a ser estudadas e relacionadas com as respectivas conseqüências.

Força: Para se compreender o conceito de força, que é algo intuitivo, pode-se basear em dois tipos de efeitos, dos quais ela é causa:

Deformação: efeito estático da força; o corpo sofre uma modificação em seu formato, sob a ação da força.

Aceleração: efeito dinâmico da força, em que o corpo altera a sua velocidade vetorial, isto é, varia pelo menos umas das seguintes características da velocidade: direção, sentido e módulo, quando sujeito à ação da força.

Nesta parte da mecânica que passaremos a estudar propomo-nos a responder a uma pergunta, talvez das mais antigas feitas pelo homem: como se relacionam forças e movimento?

Uma das respostas, dada por Aristóteles (século IV a.C.), pode ser sintetizada como se segue: é impossível a um corpo se deslocar na ausência de forças.

À primeira vista, essa parece resumir de forma simples um fato bem conhecido. Esse fato pode ser, por exemplo, puxar uma cadeira: enquanto você a puxa, ela anda; ao você parar de puxar, ela pára.

Entretanto, se nos prendermos a análises desse tipo, imediatistas e simplórias, seremos levados a acreditar que a conclusão de Aristóteles estava certa. E essa conclusão perdurou por aproximadamente 2000 anos, pois apenas no fim do século XVI, com Galileu, e no século XVII, com Newton, é que caíram por terra os postulados aristotélicos do movimento.

DINAMÔMETRO: Instrumento utilizado para medir a intensidade da força, graduado em Newtons (N), com uma ponta ligada a um corpo elástico (geralmente mola) e preso por uma de suas extremidades a um suporte.

Energia: É a capacidade de produzir movimento;

Energia cinética: Se manifesta em corpos em movimento,

Ec = MV
2

Energia potencial: Se encontra armazenada em um corpo ou sistema,

Ep = mgh

Energia mecânica: É a soma das energias

Em = Ec + Ep

Energia potencial elástica: T = Epe = Kx
2

• Trabalho: É a capacidade de produzir energia, unidade do SI - J (jaule)

T = F.AS.cos

• Potência: É a rapidez com o trabalho é ralizado, unidade do SI - N (Newton)

P = T
At

• Impulso: Impulso é a grandeza que relaciona a força aplicada no corpo com o tempo de atuação dessa força, Se a força for constante:

I = F.At unidade SI - N/s

O impulso é um vetor que tem a mesma direção e o mesmo sentido das resultantes das forças.

Se a força que atua no corpo não for constante:

Área = Impulso

Quantidade de movimento: é o produto da massa de um corpo pela sua velocidade, é sinônimo de momento linear:

Q = m.V unidade SI - Kg.m/s

Quantidade de movimento é uma grandeza vetorial que tem sempre as mesmas direção e sentido da velocidade de um corpo.

Teorema do Impulso

F = m.a - F = m.AV - F.At = mV2 - mV1 - I = Q2 - Q1

O impulso exercido pela resultante de forças que atuam num corpo é igual a variação da quantidade de movimento do corpo.

Sistema de partículas:

Qresultante = Q1 + Q2 + Q3 + ...

Forças internas e externas

Força interna: É uma força exercida por um dos corpos que faz parte desse sistema.

Força externa: É uma força exercida por um corpo que não faz parte do sistema

- Forças internas não alteram a Q de um sistema;

Princípio da conservação da Quantidade de Movimento

Se a resultante de forças esternas a um sistema for nula, a quantidade de movimento do sistema permanece constante.

Propriedades Gerais da matéria

A matéria tem 8 propriedades gerais, isto é, 8 características comuns a toda e qualquer porção de matéria: inércia, massa, extensão, impenetrabilidade, compressibilidade, elasticidade, divisibilidade e descontinuidade.

inércia:

A matéria conserva seu estado de repouso ou de movimento, a menos que uma força aja sobre ela. No jogo de sinuca, por exemplo, a bola só entra em movimento quando impulsionada pelo jogador, e demora algum tempo até parar de novo.

massa:

É uma propriedade relacionada com a quantidade de matéria e é medida geralmente em quilogramas. A massa é a medida da inércia. Quanto maior a massa de um corpo, maior a sua inércia. Massa e peso são duas coisas diferentes. A massa de um corpo pode ser medida em uma balança. O peso é uma força medida pelos dinamômetros.

extensão:

Toda matéria ocupa um lugar no espaço. Todo corpo tem extensão. Seu corpo, por exemplo, tem a extensão do espaço que você ocupa.

impenetrabilidade:

Duas porções de matéria não podem ocupar o mesmo lugar ao mesmo tempo. Comprove a impenetrabilidade da matéria: ponha água em um copo e marque o nível da água com esparadrapo. Em seguida, adicione 3 colheres de sal. Resultado: o nível da água subiu. Isto significa que duas porções de matéria (água e sal), não podem ocupar o mesmo lugar no espaço (interior do copo) ao mesmo tempo.

compressibilidade:

Quando a matéria está sofrendo a ação de uma força, seu volume diminui. Veja o caso do ar dentro da seringa: ele se comprime.

elasticidade:

A matéria volta ao volume e à forma iniciais quando cessa a compressão. No exemplo anterior, basta soltar o êmbolo da seringa que o ar volta ao volume e à forma iniciais.

divisibilidade:

A matéria pode ser dividida em partes cada vez menores. Quebre um pedaço de giz até reduzi-lo a pó. Quantas vezes você dividiu o giz !?

descontinuidade:

Toda matéria é descontínua, por mais compacta que pareça. Existem espaços entre uma molécula e outra e esses espaços podem ser maiores ou menores tornando a matéria mais ou menos dura.

Propriedades específicas da matéria

Organolépticas:

a) cor: a matéria pode ser colorida ou incolor. Esta propriedade é percebida pela visão;

b) brilho: a capacidade de uma substância de refletir kluz é a que determina o seu brilho. Percebemos o brilho pela visão;

c) sabor: uma substância pode ser insípida (sem sabor) ou sápida (com sabor). Esta propriedade é percebida pelo paladar;

d) odor: a matéria pode ser inodora (sem cheiro) ou odorífera (com cheiro). Esta propriedade é percebida pelo olfato;

Físicas:

Entre as propriedades físicas encontram-se o ponto de fusão, o ponto de ebulição e o calor específico, mas vamos estudar outras duas propriedades:

a) densidade: é o resultado da divisão entre a quantidade de matéria 'massa) e o seu volume. A densidade absoluta de um corpo é igual a m/v. Se a massa é medida em gramas e o volume em cm cúbicos, a densidade é obtida em gramas por cm cúbicos. Ex: Qual a densidade de um corpo que tenha massa de 200 g e está ocupando um volume de 2000 cm cúbicos ? É de 0.1 g/cm cúbico.

b) dureza: é a resistência que a superfície de um material tem ao risco. Um material é considerado mais duro que o outro quando consegue riscar esse outro deixando um sulco. Para determinar a dureza dos materiais, usamos uma escala de 1 a 10. O valor um corresponde ao mineral menos duro que se conhece, o talco. O valor 10 é a dureza do diamante, o mineral mais duro que se conhece.

ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA

A matéria se apresenta em 3 estados físicos:sólido, líquido e gasoso.

Sólido: No estado sólido, o corpo tem forma e volume definidos. A matéria em estado sólido pode se apresentar compacta, em pedaços ou em pó. Os corpos são formados pela reunião de moléculas, e entre as moléculas desenvolvem-se duas forças: coesão (força que tende a aproximar as moléculas entre si) e repulsão (força que tende a afastá-las umas das outras. No estado sólido, a força de coesão é muito forte. Por isso, o movimento das moléculas é pequeno e elas apenas vibram.

Líquido: No estado líquido, a matéria tem forma variável e volume definidos. As moléculas tem menos força de coesão do que nos sólidos. Por isso, elas se deslocam mais.

Gasoso: No estado gasoso, a matéria tem forma e volume variáveis. Nos gases, as moléculas se movem livremente e com grande velocidade. A força de coesão é mínima e a de repulsão é enorme.

MUDANÇAS NO ESTADO DA MATÉRIA

Fusão: É a passagem do estado sólido para o líquido. Quando fornecemos calor a um corpo, suas partículas vibram mais. A uma determinada temperatura, as partículas do sólido vibram com tanta intensidade que algumas chegam a vencer a força de coesão e passar ao estado líquido. Isso chama-se fusão. Cada substância tem sua temperatura de fusão característica a uma determinada pressão. Essa temperatura chama-se ponto de fusão.

Solidificação: É a passagem do estado líquido para o sólido. Quando se resfria um corpo, suas moléculas vibram menos. a uma determinada temperatura, as substâncias líquidas transformam-se em sólidas porque a força de coesão aumenta e a agitação molecular diminui. Essa temperatura, o ponto de solidificação, é igual à temperatura do ponto de fusão dessa mesma substância.

Vaporização: É a passagem do estado líquido para o gasoso. Pode ocorrer por evaporação (passagem lenta e espontânea estimulada pela temperatura, ventilação e superfície de evaporação), ebulição (passagem com grande agitação molecular e a formação de bolhas) e calefação (passagem brusca).

Condensação: Também chamada liquefação, é a passagem do estado gasoso para o estado líquido.

Sublimação: É a passagem direta do estado sólido para o gasoso ou vice-versa

Autoria: Camila Vilar

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Mestrado FÍSICA Note on Mecânica, created by Alessandra S. on 23/07/2013.

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