Dinâmica é a parte da Mecânica que analisa os movimentos, fazendo as relações entre causas e efeitos.
O estudo dos movimentos que relacionam as causas e os efeitos é a essência da Dinâmica. Conceitos primitivos como os de força e de energia serão associados aos movimentos, além dos conceitos já estudados na Cinemática. Portanto, daqui em diante, as razões pelas quais os móveis adquirem ou modificam suas velocidades passarão a ser estudadas e relacionadas com as respectivas consequências.
Força: Para se compreender o conceito de força, que é algo intuitivo, pode-se basear em dois tipos de efeitos, dos quais ela é causa:
Deformação: efeito estático da força; o corpo sofre uma modificação em seu formato, sob a ação da força.
Aceleração: efeito dinâmico da força, em que o corpo altera a sua velocidade vetorial, isto é, varia pelo menos umas das seguintes características da velocidade: direção, sentido e módulo, quando sujeito à ação da força.
Nesta parte da mecânica que passaremos a estudar propomo-nos a responder a uma pergunta, talvez das mais antigas feitas pelo homem: como se relacionam forças e movimento?
Uma das respostas, dada por Aristóteles (século IV a.C.), pode ser sintetizada como se segue: é impossível a um corpo se deslocar na ausência de forças.
À primeira vista, essa parece resumir de forma simples um fato bem conhecido. Esse fato pode ser, por exemplo, puxar uma cadeira: enquanto você a puxa, ela anda; ao você parar de puxar, ela para.
Entretanto, se nos prendermos a análises desse tipo, imediatistas e simplórias, seremos levados a acreditar que a conclusão de Aristóteles estava certa. E essa conclusão perdurou por aproximadamente 2000 anos, pois apenas no fim do século XVI, com Galileu, e no século XVII, com Newton, é que caíram por terra os postulados aristotélicos do movimento.
DINAMÔMETRO: Instrumento utilizado para medir a intensidade da força, graduado em Newtons (N), com uma ponta ligada a um corpo elástico (geralmente mola) e preso por uma de suas extremidades a um suporte.
Energia: É a capacidade de produzir movimento;
Energia cinética: Se manifesta em corpos em movimento,
Ec = MV / 2
Energia potencial: Se encontra armazenada em um corpo ou sistema,
Ep = mgh
Energia mecânica: É a soma das energias
Em = Ec + Ep
Energia potencial elástica: T = Epe = Kx / 2
• Trabalho: É a capacidade de produzir energia, unidade do SI – J (jaule)
T = F.AS.cos
• Potência: É a rapidez com o trabalho é realizado, unidade do SI – N (Newton)
P = T / At
• Impulso: Impulso é a grandeza que relaciona a força aplicada no corpo com o tempo de atuação dessa força, Se a força for constante:
I = F.At unidade SI – N/s
O impulso é um vetor que tem a mesma direção e o mesmo sentido das resultantes das forças.
Se a força que atua no corpo não for constante:
Área = Impulso
Quantidade de movimento: é o produto da massa de um corpo pela sua velocidade, é sinônimo de momento linear:
Q = m.V unidade SI – Kg.m/s
Quantidade de movimento é uma grandeza vetorial que tem sempre as mesmas direção e sentido da velocidade de um corpo.
Teorema do Impulso
F = m.a – F = m.AV – F.At = mV2 – mV1 – I = Q2 – Q1
O impulso exercido pela resultante de forças que atuam num corpo é igual a variação da quantidade de movimento do corpo.
Sistema de partículas:
Q resultante = Q1 + Q2 + Q3 + …
Forças internas e externas
Força interna: É uma força exercida por um dos corpos que faz parte desse sistema.
Força externa: É uma força exercida por um corpo que não faz parte do sistema
– Forças internas não alteram a Q de um sistema;
Princípio da conservação da Quantidade de Movimento
Se a resultante de forças externas a um sistema for nula, a quantidade de movimento do sistema permanece constante.
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