1.2. Interações e seus efeitos

• Uma força resulta da interação entre dois corpos, podendo ser exercida à distância ou por contacto
• Força


  Grandeza física vetorial, caracterizada pelo ponto de aplicação, direção, sentido e intensidade
• Quatro tipos de interações fundamentais na natureza

  • Gravíticas ou gravitacionais
  • Eletromagnéticas
  • Nucleares fracas
  • Nucleares fortes
• Interações gravíticas ou gravitacionais


  • Resultam da interação de corpos devido à sua massa, são atrativas, têm alcance infinito e intensidade relativa de 10^-40

  
• Interações eletromagnéticas


  • Resultam da interação entre partículas com carga elétrica, englobam força elétrica e magnética, podem ser atrativas e repulsivas, têm alcance infinito e intensidade relativa de 10^-2
• Interações nucleares fracas


  • Responsáveis pelo decaimento radioativo, têm alcance no interior do núcleo e intensidade relativa de 10^-5
• Interações nucleares fortes


  • Mantêm os protões e neutrões unidos no interior do núcleo, são atrativas, têm alcance no interior do núcleo e intensidade relativa de 1
• Newton concluiu que todos os corpos com massa se atraem
• Lei da gravitação universal


  Dois corpos com massas m e M, a uma distância d, atraem-se mutuamente por forças gravíticas proporcionais às massas e inversamente proporcionais ao quadrado da distância

  
• A constante de gravitação universal G tem valor de 6,67 x 10^-11 N m^2 kg^-2 e não depende do meio de interação

  
• A força gravítica entre corpos de pequena massa é desprezável, mas não é desprezável quando um dos corpos tem massa muito elevada como a Terra
• Terceira lei de Newton ou lei do par ação-reação

  Se um corpo A exerce uma força sobre outro corpo B, este exerce sobre o primeiro uma força de igual intensidade e direção, mas de sentido oposto
• Par ação-reação


  • Peso da bola exercido pela Terra e força da bola exercida na Terra
• Aceleração média


  Grandeza física vetorial que mede a variação do vetor velocidade por unidade de tempo

  
• Aceleração


  Grandeza vetorial que indica o modo como a velocidade varia em cada instante
• A aceleração média escalar num movimento retilíneo é igual ao declive da reta num gráfico velocidade-tempo

  
• Características do vetor aceleração

  • Em movimento retilíneo: só existe quando há variação do módulo da velocidade, tem a mesma direção da velocidade
  • Em movimento curvilíneo: existe sempre pois a direção da velocidade varia, tem direção diferente da velocidade

  
• Se num dado intervalo de tempo, a aceleração, 𝑎⃗, permanecer constante, então a aceleração será igual à aceleração média, 𝑎⃗𝑚, nesse intervalo de tempo

  
• Características do vetor aceleração, 𝑎⃗, nos movimentos retilíneo e curvilíneo

  • Movimento retilíneo
  • Movimento curvilíneo
• Tipos de movimento retilíneo

  • Uniforme
  • Uniformemente variado
  • Uniformemente acelerado
  • Uniformemente retardado
• O movimento vertical de um corpo apenas sujeito à ação da sua força gravítica (um grave) é um exemplo de movimento retilíneo uniformemente variado
• Durante a queda, um grave possui movimento retilíneo uniformemente acelerado, pois o módulo da sua velocidade aumenta, uma vez que a força gravítica e a velocidade têm a mesma direção e sentido
• Segunda lei de Newton ou lei fundamental da dinâmica

  A resultante das forças, 𝐹⃗𝑅, tem a mesma direção e sentido da aceleração, 𝑎⃗, do seu centro de massa. O módulo da resultante das forças é diretamente proporcional ao módulo da aceleração

  
• Quanto maior for a massa do corpo, maior será a sua resistência à variação de velocidade
• Determinação da aceleração gravítica a partir da Lei da Gravitação Universal e da 2.ª Lei de Newton


  1. Aplicando a 2.ª lei de Newton a um corpo em queda livre, conclui-se que a aceleração a que o corpo está sujeito é a aceleração gravítica

  2. A partir da Lei da Gravitação Universal pode também obter-se o módulo da aceleração gravítica

  
• Primeira lei de Newton ou lei da inércia

  Se a resultante das forças que atuam sobre um corpo for nula, o corpo permanece em repouso ou desloca-se com velocidade constante, com movimento retilíneo uniforme

  
• Inércia


  Tendência que os corpos têm para manter o seu estado de repouso ou de movimento. Quanto maior for a massa do corpo, maior será a sua inércia
• De acordo com Aristóteles (384-322 a.C.), para manter um corpo em movimento era necessário que atuasse uma força no corpo e, se a força deixasse de atuar, o corpo parava
• Galileu (1564-1642) provou que não há necessidade de uma força resultante não nula para que um corpo se movimente