O professor Rafael Rodrigues disponibiliza a lista IV sobre as leis de Newton, no final desta Aula 10, nesta quarta-feira, 07/10. Na próxima sexta-feira, 09/10, acontecerá a Aula 11/10 e será presencial, ele estará tirando dúvidas em sua sala, à tarde e à noite.
Segue os critérios de avaliação.
Nota 1=(3L+3K+4R)/10, L=médias das 2 notas das listas de execícios LI(Está na Aula 03) e LII(Está na Aula 05), K=média dos 2 relatórios e R=Resumos das aulas.
Nota 2=(3L+3K+4R)/10, L=médias das 2 notas das listas de execícios LIII(Aula 08), LIV (Está na Aula 09) e LV(Está na Aula 11), K=média dos 3 relatórios (k3-Leis de Newton, k4-Força de atrito e k5-oscilador massa-mola) e R=Resumos das aulas.
Nota 3=(3L+3K+4R)/10, L=médias das 2 notas das listas de execícios LVI, LVII e LVIII K=média dos 3 relatórios ( k5-aceleração da gravidade usando um pêndulo simples, k6-período do oscilador massa-mola, K-7-Densidade de um sólido usando o princípio de Arquimedices, aceleração da gravidade usando vazão de fluido)e R=Resumos das aulas.
Nesta aula 10, da disciplina de Instrumentação em Ciência da Natureza e suas Tecnologia I (Instrumentação I), da UFCG-2026.2, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues, será visto algumas aplicações das leis de Newton sem atrito. Iremos resolver também exercícios considerando a força de Atrito.
No vídeo da Live de introdução a Física, a seguir são discutidos os conceitos de força de atrito, Lei de gravitação, Leis de Newton e Torque.
Newton nasceu em 1642, ano em que faleceu Galileu Galilei. Newton contribuiu para a matemática com as primeiras descobertas do cálculo diferencial integral, que foi descoberto também paralelamente por Leibniz.
Veja o vídeo.
Principio fundamental da dinâmica: 2a. Lei de Newton(1667).
Agora, vamos continuar com o estudo da aplicação de vetor força. Às grandezas Físicas são divididas em dois grupos: escalar e vetor.
Uma grandeza Física escalar é completamente caracterizada por um número e unidade. Exemplos: massa, tempo, energia, volume, etc. Se você chegar em uma padaria e pedir 200g de bolo o comerciante irá entender.
Uma grandeza Física vetorial, além do número e unidade precisa de direção para ficar completamente caracterizada. Exemplos: velocidade, aceleração, força, etc.
Durante a peste negra na Inglaterra, no século XVII, Newton foi estudar no sítio de seus avós. Naquela época, ele já conhecia a cinemática de Galileu, o estudo do movimento sem se preocupar com as suas causas: Movimento retilíneo uniforme (MRU com velocidade constante e a queda Livre(um corpo caindo no vácuo, isto é, o corpo cai em um ambiente sem o atrito viscoso do ar) é um Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV, velocidade variável e aceleração constante).
1a. Lei de Newton. É a lei da inércia. Diz que um corpo está em repouso ou em MRU a não ser que alguma força atue sobre ele. Exemplo: se você está dentro de um carro em movimento e o motorista pisa no freio, a tendência é você continuar em movimento.
3a. Lei de Newton. É a lei da ação e reação. Elas atuam em corpos diferentes. Exemplo, quando você empurrar uma parede sentirá uma força contrária, da parede empurrando você. A ação e reação tem mesmo módulo (intensidade) e sentido contrário.
2a. Lei de Newton; força resultante é igual ao produto da massa vezes a aceleração adquirida, devido a aplicação de uma ou mais forças (força resultante),
F=Mꭤ
F é o vetor força resultante: soma vetorial de todas as forças aplicadas ao corpo de massa M.
M é a massa constante e
ꭤ é a aceleração.
Até o momento temos propostos cinco experimentos com materiais de baixo custo: os dois últimos experimentos foram para medir o período de sistema oscilatórios que executam pequenas oscilações. Um para medir a aceleração da gravidade próxima da superfície da Terra. Neste experimento V, usando o pêndulo simples, executando pequenas oscilações. O outro será usando o escoamento de líquido. Este será visto no experimento VIII.
Calculando a aceleração de um corpo se deslocando em um plano inclinado e em um plnao horizontal com atrito.
Veja o vídeo com apresentações dos Períodos dos Osciladores massa-mola e Pêndulo Simples.
Lista de Exercícios IV
UAFM-CES-UFCG-CUITE- INSTRUMENTAÇÃO I -Lista IV
Professor: Rafael de Lima Rodrigues.
Período 2026.2. Boa Sorte.
Aluno(a):_________________________ 07-10-2026.
1) Força e torque. Nesta lista de exercício, estudaremos um dos assuntos mais importantes da Física, conhecido como as leis de Newton. As Leis de Newton são válidas somente para referenciais inerciais. Um referencial inercial é aquele em que vale a primeira Lei de Newton, ou seja, o referencial está parado ou em movimento retilíneo com velocidade constante.
Essas leis regem o movimento de corpos visíveis, desde aqueles com massas da ordem de um grama a corpos de grande massas, como: bicicleta, carro, trem, avião, Lua, planeta, etc. A Primeira Lei de Newton, que já era conhecida por Galileu, afirma que um corpo em repouso, ou em movimento com velocidade constante, permanecerá em repouso, ou continuará a se mover com velocidade constante, a menos que sobre ele atue uma força externa resultante não nula. A força resultante que atua sobre um corpo ´e igual ´a soma vetorial de todas as forças que agem sobre ele. Newton nasceu em 1642, ano em que faleceu Galileu Galilei. Newton contribuiu para a matemática, com as primeiras descobertas do cálculo diferencial integral, que foi descoberto também paralelamente por Leibniz.
Agora, vamos observar um exemplo prático da Primeira Lei de Newton: Na experiência cotidiana, você consegue sentar, caminhar dentro de um ˆônibus em movimento devido a existência da força de atrito. Outra situação prática ocorre quando um livro for empurrado sobre uma mesa e depois abandonado, com certeza ele escorregará durante um certo tempo e depois para. Galileu, e depois Newton, perceberam que, nestas circunstâncias, o livro não estava livre da ação de forças externas, pois o atrito também estava presente.
Em síntese, podemos dizer que a 1a lei de Newton é uma metáfora, a Física do repouso equivale a Física da velocidade constante, definindo o referencial inercial. Um referencial inercial ´e aquele que está em repouso ou em Movimento Retilíneo Uniforme. Isto significa que as leis da mecânica clássica são invariantes em referenciais inerciais, quando passamos de um referencial para outro a forma da lei se preserva.
a) Enunciar as três leis de Newton e escrever as equações de cada uma dela.
b) Fale sobre a ação a distância, a diferença do conceito de força antes e depois de Newton.
Veja a lista IV completa da disciplina de Instrumentação I, na versão Latex.
%\documentstyle[preprint,aps]{revtex}
\documentclass[preprint,aps]{revtex4}
\begin{document}
{\bf UAFM-CES-UFCG-CUIT\'E- INSTRUMENTA\c{C}\~AO I -Lista IV}
\vspace{0.5cm}
\noindent{Professor: Rafael de Lima Rodrigues.
\hrulefill Per\'\i odo 2026.2. {\bf Boa Sorte.}}
\noindent{ Aluno(a):\hrulefill 07-10-2026.}
\vspace{0.5cm}
\noindent 1) {\bf For\c{c}a e torque.} Nesta lista de exerc\'\i cio, estudaremos um dos assuntos mais importantes da
F\'\i sica, conhecido como as leis de Newton. As Leis de Newton
s\~ao v\'alidas somente para refer\^enciais inerciais. Um
referencial inercial \'e aquele em que vale a primeira Lei de
Newton, ou seja, o referencial est\'a parado ou em movimento
retil\'\i neo com velocidade constante. Essas leis regem o movimento
de corpos vis\'\i veis, desde aqueles com massas da ordem de um
grama a corpos de grande massas, como: bicicleta, carro, trem, avi\~ao, Lua, planeta, etc.
A Primeira Lei de Newton, que j\'a era conhecida por Galileu, afirma
que um corpo em repouso, ou em movimento com velocidade constante,
permanecer\'a em repouso, ou continuar\'a a se mover com velocidade
constante, a menos que sobre \^ele atue uma for\c{c}a externa
resutante n\~ao nula. A for\c{c}a resultante que atua sobre um corpo
\'e igual \'a soma vetorial de todas as for\c{c}as que agem sobre
\^ele.
Newton nasceu em 1642, ano em que faleceu Galileu Galilei. Newton
contribuiu para a matem\'atica, com as primeiras descobertas do
c\'alculo diferencial integral, que foi descoberto tamb\'em
paralelamente por Leibniz.
Agora, vamos observar um exemplo pr\'atico da Primeira Lei de
Newton: Na exper\^encia cotidiana, voc\^e consegue sentar, caminhar
dentro de um \^onibus em movimento devido a exist\^encia da
for\c{c}a de atrito. Outra situa\c{c}\~ao pr\'atica ocorre quando um
livro for empurrado sobre uma mesa e depois abandonado, com certeza
ele escorregar\'a durante um certo tempo e depois p\'ara. Galileu, e
depois Newton, perceberam que, nestas circunst\^ancias, o livro
n\~ao estava livre da a\c{c}\~ao de for\c{c}as externas, pois o
atrito tamb\'em estava presente.
Em s\'\i ntese, podemos dizer que a $1^{\underline{a}}$ lei de
Newton \'e uma met\'afora, a F\'\i sica do repouso equivale a F\'\i
sica da velocidade constante, definindo o referencial inercial. Um
referencial inercial \'e aquele que est\'a em repouso ou em
Movimento Retil\'\i neo Uniforme. Isto significa que as leis da
mec\^anica cl\'assica s\~ao invariantes em referenciais inerciais,
quando passamos de um referencial para outro a forma da lei se
preserva.
\noindent a) Enunciar as tr\^es leis de Newton e escrever as equa\c{c}\~oes de cada uma dela.
\noindent b) Fale sobre a a\c{c}\~ao a dist\^ancia, a diferen\c{c}a do conceito de for\c{c}a antes e depois de Newton.
\vspace{0.5cm}
\noindent 2) Tr\^es blocos est\~ao conectados por um fio sobre uma
mesa horizontal lisa e puxados para a direita com uma for\c{c}a
$\vec F= 60N\vec i.$ Se $m_1= 10kg, m_2= 20kg$ e $m_3= 30kg,$ ache as
tens\~oes $\vec T_1$ e $\vec T_2.$
\vspace{0.5cm}
\noindent 3) Um bloco de massa $m_2= 4kg$ est\'a suspenso por um
fio sobre uma polia, onde o mesmo est\'a preso a outro bloco de
massa $m_1= 5kg,$ todos sobre um carrinho de massa $M=20 kg.$ Calcule o valor
de uma for\c{c}a $\vec F$ aplicada horizontalmente sobre o carrinho para
$m_1$ ficar em equil\'\i brio com $m_2,$ adotando a acelera\c{c}\~ao
da gravidade $g= 10\frac{m}{s^2}.$
\vspace{0.5cm}
\noindent 4) Um bloco de peso $200N$ est\'a em repouso, apoiado
sobre uma superf\'\i cie horizontal \'aspera, com a qual possui um
coeficiente de atrito $\mu= 0,60.$ Determine
\noindent a) quanto val e a
for\c{c}a de atrito exercida pela superf\'\i cie sobre o bloco,
nessa situa\c{c}\~ao,
\noindent b) imaginando que o bloco \'e empurrado
lateralmente por uma for\c{c}a $\vec F$ de m\'odulo $40N,$ quanto
vale a for\c{c}a de atrito exercida pela superf\'\i cie sobre ele
nesta situa\c{c}\~ao e
\noindent c) at\'e que valor podemos aumentar a
for\c{c}a $\vec F,$ sem que o bloco se mova?
d) Retome o enunciado da quet\~ao anterior e
considere que a superf\'\i cie sobre a qual ele se ap\'oia seja
inclinada de um \^angulo de $60^o$ com a horizontal. Verifique se o
bloco continuar\'a em repouso.
Lembre-se que inicialmente o valor m\'aximo da for\c{c}a de atrito
\'e: $F^{max}_{at}= \mu F_N,$
com $\vec F_N$ sendo a for\c{c}a normal de contato (perpendicular a superf\'\i ficie de contato) e $\mu$ \'e o coeficiente de atrito.
\vspace{0.5cm}
\noindent 5) Dois blocos pendurados e conectados por uma corda passando por duas polias sem atrito. Determinde a tração e a acelração do sistema.
\vspace{0.5cm}
\noindent 6) Considere que uma pessoa de massa $m$ dentro de uma
caixa de massa $M$ com acelera\c{c}\~ao $\vec a,$ puxou uma corda
que passa por uma polia sem atrito e tem a outra extremidade fixa na
caixa. Calcule a for\c{c}a normal $F_N$ sobre a pessoa.
\vspace{0.5cm}
\noindent 7) (PSS-2000) Uma t\'abua tem $4m$ de comprimento e $16kg$
de massa uniformemente distribu\'\i da ao longo do seu comprimento.
Esta t\'abua est\'a em repouso com uma de suas extremidades apoiada
numa parede vertical lisa, e a outra, num piso horizontal. Determine
o m\'odulo da for\c{c}a de atrito que o piso exerce sobre a t\'abua.
Sabendo-se que $cosa=senb=0,6,\quad cosb=sena=0,8$ e a acelera\c{c}\~ao da
gravidade $g = 10\frac{m}{s^2}.$ Torque \'e um produto vetoril: $\vec T=\vec r\hbox{x}\vec F\Rightarrow |\vec T|=rFsen\theta.$ O torque \'e perpendicular aos
vetores $\vec r$ e $\vec F$.
\vspace{0.5cm}
\noindent 8) Um corpo de $10Kg$ est\'a sujeito a duas for\c{c}as,
$\vec{F}_1= 1 N\vec i - 4 N\vec j$ e $\vec{F}_2= 3 N\vec i - 2N\vec
j$. O corpo est\'a em repouso na origem, no instante $t=0s$. (a)
Qual a acelera\c{c}\~ao do corpo? (b) Qual a sua velocidade no
instante $t=3s$ (c) Qual a sua posi\c{c}\~ao no instante $t=3s$?
\vspace{0.5cm}
\noindent 9) Um bloco A de $40N$ e outro B de $80N,$ amarrados por
uma corda, descem ao longo de um plano inclinado de $30^o.$ O
coeficiente de atrito cin\'etico entre o bloco A de $40N$ e o plano
\'e $0,10;$ entre o bloco B de $80N$ e o plano \'e $0,20.$ Ache (a)
a acelera\c{c}\~ao dos blocos e (b) a tens\~ao na corda, supondo que
o bloco de $35N$ est\'a \`a frente.
\vspace{0.5cm}
\noindent 10) Dois corpos, ambos constitu\'\i dos por pesos de
balan\c{c}a, s\~ao interligados por um t\^enue fio que passa
atrav\'es de uma polia leve, sem atrito, de $5,0cm$ de di\^ametro.
Os dois corpos est\~ao no mesmo n\'\i vel e cada qual tem,
originariamente, massa de $500g.$ (a) Localize o centro de massa do
sistema. (b) Vinte gramas s\~ao transferidos de um corpo a outro,
mas os corpos s\~ao impedidos de mover. Localize o centro de massa.
(c) Os dois corpos s\~ao, agora, liberados. Descreva o movimento do
centro de massa e determine sua acelera\c{c}\~ao.
\vspace{0.5cm}
\centerline{Solu\c{c}\~ao}
O centro de massa de
um sistema de duas part\'\i culas com massas $m_1$ e $m_2$ \'e definido por
$Mx_{cm}=m_1x_1+m_2x_2$. Noque o $x_{cm}$ \'e o ponto mais pr\'oximo da part\'\i cula de maior massa.
\noindent a) O sistema est\'a em equil\'\i brio, com o fio e a polia tendo
massas desprez\'\i veis, ou seja, $m_{fio}= 0, \quad
m_{polia}= 0 \Rightarrow x_{cm}= 2,5cm$ em rela\c{c}\~ao a um dos
corpos. Pois, $m_1=500g=m_2$
\noindent b) Aqui M \'e a massa total, ou seja, $M=m_1+m_2$. Como foram transferidos $20g,$ de um corpo a outro,
temos:
$$
m_2= 520g, \quad m_1= 480g \quad\hbox{e}\quad x_1 + x_2= 5cm,
$$
portanto,
$$
\frac{x_1}{x_2}= \frac{m_2}{m_1} \Rightarrow x_1 m_1= x_2 m_2
\Rightarrow x_1 m_2= 5m_2 - m_2 x_1 \Rightarrow x_1 m_2= (5-x_1)m_2.
$$
Neste caso, o centro de massa do
sistema de dois corpos, torna-sse:
$
\Rightarrow m_1 x_1 + m_2 x_1= 5m_2 \Rightarrow x_1= ?
$ Que \'e o $x_{cm}$ at\'e $x_1$ e o $x_{cm}$ at\'e $x_2$ \'e ?
\noindent c) Convencionamos um eixo positivo para baixo e
distribuindo a tra\c{c}\~ao do fio para os dois corpos temos:
Para o corpo de massa $m_1,$ temos: $F_{R1}= T-P_1= m_1a$. Para o corpo de massa $m_2,$ temos:
$
F_{R2}= P_2-T= m_2 a.
$
Portanto, ... complete.
\end{document}
Aulas anteriores.
Aula 01 - Começa com uma homenagem ao quilombola William Santos do quilombo Serra do Abreu por está fazendo o seu estágio de Pós-doutorado na UFJF, em Minas Gerais.
Início do período letivo atrasado da UFCG, 2026.2, nesta quarta-feira, 09/09, a primeira aula da disciplina de Instrumentação em Ciência da Natureza e suas Tecnologias I, na sala G11, do curso de Licenciatura em Física da UFCG, campus Cuité, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues, disponível em seu blog ciências e educação. A próxima aula, que acontecerá assíncrona, na sexta-feira, 11/09, das 10h às 11:40h, estará disponível também no blog ciências e educação.
Aula 02 - 26.2 - Instrumentaçãoem ciência da Natureza e suas tecnologias I. Cinemática escalar: MRU e MRUV e o panorama geral da disciplina com o professor Rafael, nesta sexta, 11/09
Foi visto no primeiro vídeo desta disciplina de instrumentação I o projeto para determinar a aceleração de uma esfera rolando em trilho de cortina, usando o artifício do coeficiente angular da reta. Na aula de hoje, explicamos melhor.
Aula 03- Lista I - Hoje, quarta-feira, 16/09, iremos aprender como medir o tempo de reação no segundo vídeo. São três vídeos da Aula 03 da disciplina de Instrumentação em Ciência da Natureza e suas Tecnologias I, ministrada pelo Professor Rafael, sobre vetores e velocidade Instantânea, das 10h às 12h, disponível no blog rafaelrag, ciências e educação. Gravada ao vivo pelo seu canal de Youtube, durante as aulas de Introdução à Física.
Escrever também sobre a evolucão da ciência através de Galileu, dizendo quais foram, suas principais contribuições.
Aula 04 do período 26.2 da disciplina de Instrumentação em ciências e da Natureza e suas tecnologias I (Instrumentação I), tendo conteúdo de Física do nono ano do ensino fundamental e do primeiro ano do ensino médio, o professor Rafael Rodrigues, tirando dúvidas de como fazer a verificação experimental da cinemática, nesta sexta-feira, 18/09, pela manhã, disponível no blog ciências e educação.
Os vídeos abaixo foram gravados no IQUANTA, em 2022, tendo as presenças dos filhos do professor Rafael: Camille e Renan. Camille assistindo e Renan auxiliando o seu pai. https://rafaelrag.blogspot.com/2026/09/aulas-04-262-instrumentacao-i-revisao.html?m=1
Aula 05-Lista II, a agente de saúde Elza de Caiana dos Crioulos participou desta aula. O professor Rafael Rodrigues, tirando dúvidas de como fazer a verificação experimental da cinemática vetorial, nesta quarta-feira, 23/09, pela manhã, disponível no blog ciências e educação.
Revisamos o conceito de velocidade instantânea e as sugestões para realizar o experimento do Lançamento de Projétil. https://rafaelrag.blogspot.com/2026/09/aulas-05-262-instrumentacao-i.html?m=1
Aula 06 - dia 25/09-III Fórum das Licenciaturas em Física da Paraíba, realizado de 23 a 25/09, na UFCG/CFP, em Cajazeiras-PB. https://www.facebook.com/share/p/1ByYcnEKYM/.
Comunicação oral.
Coeficiente Angular da Reta em Cinemática Experimental (Extensão)-Maria Vitória da Silva (UFCG/Sumé), Adriana Silva do Nascimento(IFPB/Campina Grande), Rafael de Lima Rodrigues (UFCG/Cuité-PB).
O artificio do coeficiente angular da reta aplicado para visualizar a aceleração de um corpo em movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV).
Apresentação das comunicações orais da sala 06 foi coordenada pela professora Camilla, que substituiu a professora Ana, que após coordenar outras apresentações precisou sair. https://rafaelrag.blogspot.com/2026/09/coeficiente-angular-da-reta-em.html?m=1
Aula 07 - Lista III- Cinemática Vetorial e o artifício do coeficiente angular da reta no cálculo da velocidade do Lançamento horizontal de projétil.
Veja a seguir os vídeos gravados ao vivo, direto do -Instituto de Informação Quântica da UFCG-IQUANTA, dando destaque as aplicações da cinemática vetorial. Nos vídeos a seguir, o professor Rafael explicando como calcular o coeficiente angular da reta, no gráfico y versus x ao quadrado, no projeto sobre o Lançamento horizontal da disciplina de Instrumentação I, usando o referencial com orientação positiva para baixo. https://rafaelrag.blogspot.com/2026/09/aulas-08-262-instrumentacao-i-lista-iii.html?m=1
Aula 08 do período 26.2 da disciplina de Instrumentação I, com o professor Rafael Rodrigues, tirando dúvidas de como fazer a verificação experimental da cinemática e dinâmica, nesta sexta-feira, 2/10, pela manhã, disponível no blog ciências e educação. Hoje, ele iniciará a revisão das leis de Newton.
Ele falará da massa relativística e as 4 interações fundamentais da da Natureza: gravitacional, eletromagnética, Fraca e Forte. O professor Rafael irá propor um experimento de dinâmica: verificação experimental das leis de Newton com materiais de baixo custo, em um sistema composto por carrinho sendo puxado por um porta-massa pendurado. https://rafaelrag.blogspot.com/2026/10/aula-09-262-instrumentacao-i-tirando.html?m=1
Blog rafaelrag.
Nenhum comentário:
Postar um comentário