Dinâmica

Dinâmica é a área da física em que se estuda o comportamento de corpos em movimento. Recebeu importantes contribuições de Isaac Newton, como as leis que levam seu nome.

Representação de tipos de forças existentes (tema principal da dinâmica).
Representação de tipos de forças existentes (tema principal da dinâmica).

A dinâmica é o ramo da física que estuda o comportamento dos corpos em movimento. O foco dessa área é investigar o que modifica o movimento e não o movimento em si. O principal físico que trabalhou nessa área foi Isaac Newton, que contribuiu para os campos de mecânica e óptica.

Os principais temas abordados nessa área são:

  • Leis de Newton

  • Gravitação

  • Energia mecânica

Leia também: Quais são os temas de Física que mais caem no Enem?

Resumo sobre dinâmica

  • Dinâmica é a área da física que estuda o que causa o movimento.

  • No movimento, há aplicação de forças.

  • O principal estudioso da área foi o físico Isaac Newton.

  • Unidade de medida de força é newton (N).

  • Os principais temas abordados em dinâmica são: força (leis de Newton e gravitação universal), trabalho de uma força, potência mecânica, e energia mecânica (soma de energia cinética e energia potencial).

  • A três leis de Newton são: inércia; força resultante é proporcional à aceleração do corpo; e ação e reação.

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O que é dinâmica?

A palavra dinâmica vem do grego dynamike, que significa “algo forte”. Na física, é a área que estuda o comportamento dos corpos em movimento, focando no que causa o movimento e não no movimento em si, que é o tópico da cinemática.

A dinâmica investiga o que causa e o que modifica o movimento, ou seja, a ação de forças. O grande físico, e também matemático, que ganhou nome nessa área foi Isaac Newton (1643-1727), tanto que, em sua homenagem, a unidade de medida de força é newton (N).

Temas estudados na dinâmica

O principal tema estudado nessa área é a força, o conjunto de leis que explica sua atuação é conhecido como as três leis de Newton:

  • 1ª lei de Newton: conhecida como inércia, afirma que: “Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele”.

  • 2ª lei de Newton: conhecida como o princípio fundamental da dinâmica, afirma que: “A mudança de movimento é proporcional à força resultante (F) de um sistema; a força é igual ao produto da massa (m) com a aceleração do corpo (a)”.

  • 3ª lei de Newton: conhecida como ação e reação, afirma que: “A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos”.

Videoaula sobre leis de Newton no Enem

Além disso, Newton contribuiu com a explicação do porquê os planetas orbitarem o Sol e terem velocidades proporcionais ao seu período com a lei da gravitação universal, que representa a atração de corpos com grandes massas, considerando a distância que estão um do outro.

Imagem do Sistema Solar.
Astros que se movimentam obedecendo à lei da gravitação universal (corpos com mais massa atraem corpos com menos massa).

Outro tópico abordado em dinâmica é a energia mecânica. Quando forças dão exercidas, é realizado trabalho, e, com isso, há energia. Ao estudar energia mecânica, estamos associando energia cinética (movimento) com energia potencial (altura e corpos elásticos) e aprendendo sobre como a conservação de energia mecânica pode ser utilizada com a potência mecânica em problemas do cotidiano.

Veja também: Dicas para a prova de Física do Enem

Quais as fórmulas da dinâmica?

Força resultante da 2ª lei de Newton

Fórmula da força resultante da 2ª lei de Newton.

FR: força resultante (N)

m: massa do corpo (kg)

a: aceleração do corpo (m/s2)

Lei da gravitação universal

Fórmula da lei da gravitação universal.

Fg: força gravitacional (N)

G: constante gravitacional (6,67.10-11 m3/Kg.s2)

M e m: massa dos corpos que sofrem atração entre si

d: distância entre os corpos (m)

Trabalho de uma força

Fórmula do trabalho de uma força.

F: força (N)

τ: trabalho (J)

d: deslocamento do corpo (m)

θ: ângulo entre a força e o deslocamento (°)

Energia mecânica

Fórmula geral da energia mecânica.

Ec = energia cinética (J)

Ep = energia potencial (J) – gravitacional ou elástica

Fórmula da energia mecânica, considerando a energia potencial elástica.

m: massa do corpo (kg)

v: velocidade do corpo (m/s)

g: aceleração gravitacional (m/s2)

h: altitude do corpo (m)

k: constante elástica (N/m)

x: deformação elástica (m)

Potência mecânica

Fórmula da potência mecânica.

ΔE: variação de energia (J)

Δt: variação de tempo (s)

Exercícios resolvidos sobre dinâmica

Questão 1 - (Uece 2019) Desde o início de 2019, testemunhamos dois acidentes aéreos fatais para celebridades no Brasil. Para que haja voo em segurança, são necessárias várias condições referentes às forças que atuam em um avião. Por exemplo, em uma situação de voo horizontal, em que a velocidade da aeronave se mantenha constante,

A) a soma de todas as forças externas que atuam na aeronave é não nula.

B) a soma de todas as forças externas que atuam na aeronave é maior que seu peso.

C) a força de sustentação é maior que seu peso.

D) a soma de todas as forças externas que atuam na aeronave é nula.

Resolução

Alternativa D

Para se manter em equilíbrio com velocidade constante, é necessário que todas as forças que atuam no sistema sejam nulas. Ao fazer-se uma somatória, a força precisa ser 0 para chegar-se ao estado de equilíbrio.

Se as forças forem maiores que o peso, o avião seria jogado para cima.

Questão 2 - (UFLA 2014) Duas forças F1 e F2, perpendiculares entre si, agem sobre um corpo. Se seus módulos são F1 = 20,0 N e F2 = 15,0 N, indique a força resultante no objeto.

A) 5 N

B) 25 N

C) 35 N

D) 40 N

Resolução

Alternativa B

Como as forças são perpendiculares, a força resultante apontará para a diagonal, formando um triângulo retângulo, com a hipotenusa sendo a resultante.

Resolvendo pelo teorema de Pitágoras:

Resolução do teorema de Pitágoras para encontrar o valor da força resultante.

Por: Gabriela de Oliveira

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