sexta-feira, 30 de setembro de 2011

Forças / Palestra

Força

Em física clássica, a força (F) é aquilo que pode alterar (num mesmo referencial assumido inercial) o estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou de deformá-lo. Esta definição não pode ser desvinculada da Terceira Lei de Newton (que "afirma" que a força é a expressão física para a interação entre dois entes físicos [ou entre duas partes de um mesmo ente], definindo então a direção, o sentido e a igualdade dos módulos das forças de um par ação-reação), e da Segunda Lei de Newton (que define o módulo da força baseando-se na definição de aceleração e do quilograma-padrão [massa]). Pode-se definir força, sucintamente, como a causa de qualquer modificação no estado de um corpo, podendo causar sua deformação ou alteração do estado de movimento, tirando o corpo do repouso ou do movimento retilíneo uniforme. A força também pode causar deformação e movimento de uma só vez.

Detectamos uma força através de seus efeitos e suas consequências. Estes podem ser: a variação no módulo da velocidade do corpo (por exemplo, quando se dá um chute numa bola que se encontrava em repouso); uma alteração na direcção e sentido do movimento do corpo (noMovimento Circular Uniforme ou no "efeito" no voo de uma bola); ou pode haver uma deformação no corpo em que é aplicada a força (e.g. a deformação momentânea da bola quando é chutada).

Fórmula da força

Para um corpo de massa constante, a força resultante sobre ele possui módulo igual ao produto entremassa e aceleração

\left(\mathbf F=m. \mathbf a\right).

Tal equação provém da segunda Lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica (p.f.d.).


De maneira mais geral temos que força é a derivada temporal total do momento linear ou quantidade de movimento \left(\mathbf F=\frac{d \mathbf p}{dt}\right). Para o caso de massa constante, esta mostra-se análoga à primeira.


As três leis de Newton

Isaac Newton, a partir de suas reflexões e análises, enunciou as três leis básicas do movimento que herdaram o seu nome, em homenagem.


Primeira Lei de Newton

Esta lei responde à pergunta sobre o que é Referencial inercial, e remove a ideia aristotélica de que é necessária a presença de uma força para que um corpo permaneça em movimento. As definições deInércia e de referencial inercial fundamentam-se na ideia de força conforme definido (como a expressão física da interação entre DOIS entes físicos), e assim o conceito de força é primordial dentro das leis da mecânica.


Segunda Lei de Newton

Esta lei pode ser assim enunciada: a força que atua em um corpo é diretamente proporcional à aceleração que ele apresenta, e a constante de proporcionalidade é a massa do corpo. Repare que a Segunda Lei completa (baseada na Terceira Lei e na Primeira Lei) é a definição de força, estabelecendo ela o módulo e também a unidade desta. A unidade de força deriva de unidades pré-estabelecidas: a unidade de aceleração (m/s²) e a de massa (Kg - vide quilograma-padrão).

Quando uma força é aplicada, esta produz trabalho e transfere ou remove energia do objeto sobre o qual atua, desde que o objeto se mova de forma paralela à força aplicada.

As pseudo-forças ou forças inerciais "transformam", imaginariamente, um referencial não inercial em inercial, permitindo que as previsões decorrentes do uso das Leis de Newton nas referências não inerciais concordem com o que é observado a partir destes referenciais. Sem estas correções, as previsões e as observações não concordariam. O nome força inercial dado às estas pseudo-forças é portanto bem sugestivo.


Terceira Lei de Newton

Esta lei refere-se à força como expressão física da interação entre DOIS objetos. Segundo esta Lei, para haver força, ou melhor: forças (uma vez que sempre aparecem aos pares), devemos ser capaz de encontrar DOIS físicos em interação. Se não formos capazes de identificar os dois objetos ou entes, e acharmos que existe uma força sobre um único objeto do universo, então estaremos diante do que se chama em física de pseudo-força (falsa força) ou força inercial, e não de uma força em sua definição formal. O exemplo mais preciso é o do movimento circular, onde há uma força centrípeta(real), mas não há uma força (na definição do termo) centrífuga. A força centrífuga não existe como força real e sim como uma pseudo-força (uma falsa força) observada em referenciais NÃO inerciais.

A Terceira Lei pode ser assim enunciada: se um corpo "A" aplicar uma força sobre um corpo "B", este último aplicará sobre "A" outra força da mesma intensidade e mesma direção, mas no sentido contrário.


Forças fundamentais


Da interação entre entes físicos

Na natureza reconhecemos quatro tipos de forças fundamentais, enumeradas por sua ordem de grandeza:

A força nuclear forte e a força nuclear fraca estão presentes no núcleo atômico e não são observadas no cotidiano.

A força eletromagnética é responsável por todas as interações observadas no dia-a-dia, excetuando-se as interações gravitacionais.

A força da gravidade constitui-se na quarta espécie de força, sobre a qual Newton se debruçou, questionando-se sobre o motivo dos objectos caírem no solo (fábula da maçã caindo junto ao nascer da lua no horizonte).

Galileu já tinha descoberto que os objetos aceleravam à medida que caíam, (ou seja, que sofriam alterações no seu movimento), e que os corpos próximos à superfície terrestre caem (em queda livre) com a mesma aceleração: a aceleração da gravidade. Newton justificou este fato "definindo" e descrevendo o comportamento de uma força que um corpo massivo exerce sobre outro corpo massivo: a força da gravidade. Os objetos próximos à Terra caem devido à força de atração gravitacional entre a Terra (com sua enorme massa) e o objeto (com massa diminuta). Pelo mesmo motivo, os objetos celestes são mantidos em suas órbitas uns ao redor dos outros (Por exemplo: a Terra ao redor do Sol, e a Lua ao redor da Terra).


A lei da gravidade

A lei da gravidade de Newton é conhecida como Lei da Gravitação Universal, e com ela Newton "explicou" a atração gravitacional, e mostrou que diferente dos pensamentos herdados da sociedade grega antiga, a física celeste não era necessariamente diferente da física do mundo sublunar, e que em ambos os casos valia a Lei da Gravitação Universal e as demais leis.

Em homenagem, a unidade SI de força \left(\mathbf F =m. \mathbf a\right) é o newton (N).

Considerando que a aceleração da gravidade terrestre próxima à superfície é um número próximo de 10 m/s²(embora por vezes apareça como 9,8m/s²), o peso de um corpo de 1.000 g (1 kg) aproxima-se de 10 N, ou seja: 1 kgf (quilograma força) = 9,8 N (newtons).


Definição avançada de força

O quilograma-padrão. Relação de dispersão para uma partícula clássica. Em todos os modelos dinâmicos o momento P e a energia E são definidos de forma a satisfazerem leis gerais de conservação.

Os conceitos físicos de força e massa surgem em teorias ou modelos destinados a estabelecer a dinâmica em sistemas compostos ou por entes semelhantes ou por entes de natureza às vezes bem distintas. Nestes modelos sempre figuram também dois outros conceitos fundamentais, o conceito de momento e o conceito de energia. Os conceitos de energia e momento são importantes porque suas definições se dão de forma que energia e momento sempre obedeçam a leis gerais de conservação, leis estas decorrentes da existência de regras naturais de relacionamento entre entes e/ou sistemas que são, em princípio, estáveis e muito bem estabelecidas. Neste contexto, energia e momento guardam íntima relação, e um ente físico é caracterizado pela sua relação de dispersão, um gráfico ou função que explicita a relação existente entre o momento e a energia para este ente.

É com base na definição de momento que se estabelece a definição geral de força nas teorias para a dinâmica de entes físicos:

- a força que atua em um ente corresponde à derivada de seu momento em relação ao tempo.

F= \frac {d \mathbf p}{dt}

A expressão  \frac {d(m \mathbf v)}{dt} para a força dentro da mecânica newtoniana decorre diretamente da expressão  \mathbf p=m \mathbf v para o momento  \mathbf p , e iguala-se à conhecida expressão  \mathbf F=m \mathbf a quando a massa é constante.

A expressão para a força dentro de uma teoria dinâmica mais avançada pode mostrar-se, entretanto, bem mais "complicada". Na relatividade restrita, onde o momento relativístico P é definido por:

\mathbf p = \frac{m_o\,\mathbf v}{\sqrt{1-\mathbf v^2/c^2}}\, a expressão derivada para a força é: \mathbf F = \frac{\mathrm{d}\mathbf p}{\mathrm{d}t} =  \frac{m\,\mathbf a}{\sqrt{1-\mathbf v^2/c^2}} + \frac{m\,\mathbf v\,(\mathbf{v}\cdot\mathbf{a})}{c^2\,(\sqrt{1-\mathbf v^2/c^2})^3}

Esta expressão, bem diferente da equação fundamental da dinâmica, nos informa que, em relatividade, força e aceleração não são necessariamente paralelas. Há uma componente da força na direção da aceleração, mas há também uma componente da força na direção da velocidade da partícula. A compreensão da dinâmica quando se trata de relatividade requer assim uma intuição muito maior, geralmente fugindo da visão de mundo associada à mecânica newtoniana em nível comparável ao da mecânica de Aristóteles quando confrontada com a de Newton.

Na oportunidade cita-se, de passagem, a definição geral de massa:

- a massa de um dado ente físico corresponde ao inverso da derivada segunda da energia em relação ao momento.

m= (\frac {d^2E}{d p^2})^{-1}


Resumo final


Força

A força é a expressão vetorial e completa da interação entre dois entes físicos.

É definida, de forma geral, como a derivada temporal do momento:  \mathbf F = \frac {d\mathbf p}{dt} .

No escopo da Mecânica Clássica esta definição está derivada das três leis da dinâmica (Leis de Newton), e portanto sempre está de acordo com elas. As forças aparecem aos pares, sempre havendo para cada ação uma reação identificável.


Pseudo-força

As pseudo-forças (ou forças inerciais) são forças fictícias (não reais) utilizadas para "transformar" referenciais não inerciais em inerciais. As forças inerciais são acrescentadas aos cálculos para permitir o emprego das Leis de Newton e a descrição dos movimentos quando são vistos e descritos a partir de referenciais não inerciais. Não se consegue estabelecer um par ação-reação para uma força inercial. São (pseudo)forças solitárias. São exemplos a força centrífuga e a força de Coriolis.


Forças fundamentais

Há quatro formas de interação básicas entre dois entes físicos: a nuclear forte, a nuclear fraca, a eletromagnética e a gravitacional.

Excetuando-se a força da gravidade, toda interação observada no dia-a-dia tem natureza eletromagnética (incluindo-se a força de atrito e de contato).

A força da gravidade representa a interação entre dois objetos em virtude de suas massas (de repouso), e portanto afeta todos os objetos que existem na superfície da Terra, e também no universo. A força de gravidade é o peso.

Na Terra, a aceleração da gravidade vale aproximadamente g=9,8 m/s² , e o peso dos objetos pode ser calculado por \left(\mathbf P=m. \mathbf g\right). A força de reação do peso de qualquer objeto em relação à Terra está sempre na própria Terra.



Palestra


Bom eu achei a palestra muito interessante. Aprendi coisas que eu nem sabia, conheci coisas novas. Foi muito legal, pois com as instruções que o agentes da saúde deram, me ajudou a ter noção do que é fazer uma relação com proteção. Sem o risco de pegar doenças entre outras coisas, e também me ajudou em várias dúvidas que eu tinha sobre esse assunto.


Thobias Estanislau - 2001


FORÇAS


Em física clássica, a força (F) é aquilo que pode alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou de deformá-lo. Esta definição não pode ser desvinculada da Terceira Lei de Newton (que "afirma" que a força é a expressão física para a interação entre dois entes físicos [ou entre duas partes de um mesmo ente], definindo então a direção, o sentido e a igualdade dos módulos das forças de um par ação-reação), e da Segunda Lei de Newton (que define o módulo da força baseando-se na definição de aceleração e do quilograma-padrão [massa]). Pode-se definir força, sucintamente, como a causa de qualquer modificação no estado de um corpo, podendo causar sua deformação ou alteração do estado de movimento, tirando o corpo do repouso ou do movimento retilíneo uniforme. A força também pode causar deformação e movimento de uma só vez.

Detectamos uma força através de seus efeitos e suas consequências. Estes podem ser: a variação no módulo da velocidade do corpo (por exemplo, quando se dá um chute numa bola que se encontrava em repouso); uma alteração na direcção e sentido do movimento do corpo (no Movimento Circular Uniforme ou no "efeito" no voo de uma bola); ou pode haver uma deformação no corpo em que é aplicada a força (e.g. a deformação momentânea da bola quando é chutada).


Fórmula da força

Para um corpo de massa constante, a força resultante sobre ele possui módulo igual ao produto entre massa e aceleração

\left(\mathbf F=m. \mathbf a\right).

Tal equação provém da segunda Lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica (p.f.d.)


As três leis de Newton

Isaac Newton, a partir de suas reflexões e análises, enunciou as três leis básicas do movimento que herdaram o seu nome, em homenagem.


Primeira Lei de Newton

Esta lei responde à pergunta sobre o que é Referencial inercial, e remove a ideia aristotélica de que é necessária a presença de uma força para que um corpo permaneça em movimento.


Segunda Lei de Newton

Esta lei pode ser assim enunciada: a força que atua em um corpo é diretamente proporcional à aceleração que ele apresenta, e a constante de proporcionalidade é a massa do corpo. Repare que a Segunda Lei completa (baseada na Terceira Lei e na Primeira Lei) é a definição de força, estabelecendo ela o módulo e também a unidade desta.


Terceira Lei de Newton

Esta lei refere-se à força como expressão física da interação entre DOIS objetos. Segundo esta Lei, para haver força, ou melhor: forças (uma vez que sempre aparecem aos pares), devemos ser capaz de encontrar DOIS físicos em interação. Se não formos capazes de identificar os dois objetos ou entes, e acharmos que existe uma força sobre um único objeto do universo, então estaremos diante do que se chama em física de pseudo-força (falsa força) ou força inercial, e não de uma força em sua definição formal.

Palestra !

A palestra abordava vários temas como,gravidez na adolescência,sexualidade,amar namorar ficar,entre outros.Esses temas estão sempre presentes na vida dos jovens,muitos tem duvidas,não sabendo como agir em uma situação,ou em algum problema que esteja vivendo.A palestra foi muito bem feita,e interessante, e pode ajudar a muitos jovens a tirar suas duvidas e tabus.

Gostei bastante,tomara que possa ter outras.

LEONE REIS 2001

Em física clássica, a força é aquilo que pode alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou de deformá-lo. Esta definição não pode ser desvinculada da Terceira Lei de Newton (que "afirma" que a força é a expressão física para a interação entre dois entes físicos [ou entre duas partes de um mesmo ente], definindo então a direção, o sentido e a igualdade dos módulos das forças de um par ação-reação), e daSegunda Lei de Newton (que define o módulo da força baseando-se na definição de aceleração e do quilograma-padrão [massa]). Pode-se definir força, sucintamente, como a causa de qualquer modificação no estado de um corpo, podendo causar sua deformação ou alteração do estado de movimento, tirando o corpo do repouso ou do movimento retilíneo uniforme. A força também pode causar deformação e movimento de uma só vez.

Detectamos uma força através de seus efeitos e suas consequências. Estes podem ser: a variação no módulo da velocidade do corpo (por exemplo, quando se dá um chute numa bola que se encontrava em repouso); uma alteração na direcção e sentido do movimento do corpo ou pode haver uma deformação no corpo em que é aplicada a força (e.g. a deformação momentânea da bola quando é chutada).

A força é a expressão vetorial e completa da interação entre dois entes físicos.

É definida, de forma geral, como a derivada temporal do momento:  \mathbf F = \frac {d\mathbf p}{dt} .




PALESTRA:

A palestra foi bem interessante, super produtiva, esclareceram dúvidas que muitos adolescentes tinham mais tinham vergonha de perguntar... Gostei bastante não só eu mais como os meus amigos, várias coisas que tínhamos vergonhas de perguntar em casa por medo da reação dos nossos pais perguntamos lá e esclareceram super bem pra gente.. foi produtiva gostei =)))


JULIANA GIOVANELLI, 2001

quinta-feira, 29 de setembro de 2011

FORÇA

Força é um conceito comum no nosso quotidiano, que está frequentemente associado à noção de força mecânica, como por exemplo, no caso da força que fazemos para empurrar um caixote, para levantá-lo, atirá-lo, puxá-lo, ou da força que fazemos para nos segurarmos quando estamos num comboio, que tem as habituais oscilações, travagens, etc.

Na Natureza, para além da força mecânica, existem ainda as chamadas forças à distância que estão associadas às interacções gravítica, eléctrica, magnética, etc.

Na realidade, todas as forças são aplicadas a uma determinada distância. Mesmo no caso de uma força mecânica, nos exemplos acima citados, as moléculas das nossas mãos interagem à distância com as moléculas do objecto sobre o qual estamos a actuar.

O conceito de força está relacionado com as alterações da quantidade de movimento.

O estado de um sistema é descrito pelo produto da sua massa pela sua velocidade, ou seja, o seu momento linear. Sendo a velocidade uma grandeza vectorial, também o é o momento linear definido matematicamente por:

PALESTRA:
Com a palestra feita no colégio, nós discutimos temas que os adolescentes de hoje em dia tem muitas dúvidas, tiramos essas dúvidas, comentamos e tudo isso de uma forma interessante, muito interativa.
Aprendemos muito mais do que já sabíamos, tudo entre amigos. Foi muito interessante!

Liliane Viotti, 2001