Leis de newton

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  • Publicado : 6 de agosto de 2012
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RESUMO

Este relatório apresentará o estudo realizado sobre as leis de Newton, em especial da segunda lei, a qual foi estudada com o auxílio de um sistema formado por duas massas, em que uma delas está suspensa por uma roldana. Serão relatados os procedimentos seguidos durante o experimento, assim como os resultados obtidos em laboratório e a análise desses resultados por meio de tabelas egráficos. Após a apresentação de todos os resultados, será estabelecida uma relação entre força e aceleração, obtendo enfim, a equação que define a 2º lei de Newton.

OBJETIVOS

Aplicação das leis de Newton;
Determinação da relação entre força resultante e aceleração que atua em um sistema.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

Isaac Newton foi um cientista inglês, mais reconhecido como físico ematemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista, filósofo natural e teólogo. Sua obra é considerada uma das mais influentes na história da ciência e descreve a lei da gravitação universal e as três leis de Newton, que fundamentaram a mecânica clássica.
As leis de Newton são as leis que descrevem o comportamento de corpos em movimento, baseadas nos conceitos de massa e força e nas leis querelacionam estes conceitos físicos às grandezas cinemáticas, além de abordarem as interações entre corpos.
1º lei – Princípio da Inércia: “Todo corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme, a menos que este seja forçado a modificar seu estado pela ação de forças impressas a ele.”.
2º lei – Princípio Fundamental da Mecânica: “A força resultante que atua sobre um corpo édiretamente proporcional à aceleração que ele adquire”. Essa lei pode ser formalizada pela seguinte expressão matemática:
F = m . a
3º lei – Lei da Ação e Reação: “Se um corpo exerce uma força sobre outro, este reage e exerce sobre o primeiro uma força de intensidade e direção iguais, mas de sentido oposto.”. Vale lembrar que essas forças nunca atuam sobre o mesmo corpo.
As leis de Newton sãoválidas apenas em referenciais inerciais, ou seja, com aceleração nula.
O experimento foi realizado com a finalidade de observar a atuação das leis de Newton e comprovar a relação entre força e aceleração, proposta pela 2º lei, além de identificar a atuação das outras duas leis (inércia e ação e reação).

DESENVOLVIMENTO TEÓRICO

O experimento consiste em analisar as leis de Newton em um sistema,o qual está representado na figura 1:

Figura 1: sistema formado por duas massas unidas por um fio de massa desprezível que passa por uma roldana. A massa suspensa (m2) se move na direção vertical e a massa do carrinho (m1), na direção horizontal.
Na figura 1 estão representados:
Força Normal: É a força de contato entre o corpo e a superfície na qual ele se apoia, que se caracteriza porter direção sempre perpendicular ao plano de apoio.
Força de Tração ou Tensão: É a força de contato do fio com a roldana, com o carrinho e com a massa suspensa, e se caracteriza por ter sempre a mesma direção do fio e atuar no sentido em que se tracione o fio.
Força Peso (e): Resultado da atração gravitacional exercida pela Terra. Essa força tem direção vertical e sentido para baixo.Aplicando-se a segunda lei, podemos escrever: , em que simboliza a aceleração da gravidade, é a massa do carrinho e representa a massa suspensa.
O estudo das leis de Newton envolvem vários ramos da física, começando pela cinemática. Cinemática é o estudo do movimento, sem preocupação com as suas causas. Esse ramo é bastante utilizado na mecânica clássica, na qual a aceleração está relacionada com aforça resultante de um sistema e a massa envolvida (assumida como constante). A partir dessa relação, obtemos a equação que será utilizada para calcular a aceleração do sistema no experimento:
, em que e
Logo:
Equação 1:
Desenvolvimento da equação horária do movimento na cinemática para obter o desvio da aceleração:

Equação 2: [] cm/s²
Partindo desse ponto, passamos a...
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