Curso · Física

Forças e energia

Por que as coisas se movem (ou param): as três leis de Newton no trânsito e no espaço, e a moeda universal da física — trabalho, potência e conservação de energia, da montanha-russa à conta de luz.

1 As três leis de Newton O ônibus freia bruscamente e você, em pé no corredor, "é jogado para a frente". Pergunta séria: quem te empurrou? Que força foi essa — ou você foi vítima de outra coisa? Conteúdo e materiais de estudo
2 Força de atrito Um carro a 54 km/h freia em pouco mais de 22 m. Com o dobro da velocidade, ele para em 45 m? E lotado, precisa de mais pista? As duas respostas são não, e a razão está na força que você usa a cada passo. Conteúdo e materiais de estudo
3 Trabalho de uma força Um carregador atravessa 50 m de pátio com uma caixa de 30 kg nos braços e chega suado; um guindaste ergue a mesma caixa 3 m em silêncio. Qual dos dois realizou trabalho sobre a caixa? A física dá zero ao carregador, e a razão cabe em um cosseno. Conteúdo e materiais de estudo
4 Energia: trabalho, potência e conservação Por que o primeiro morro de uma montanha-russa é sempre o mais alto — e por que nenhum morro seguinte consegue ser tão alto quanto ele? Conteúdo e materiais de estudo
5 Potência e rendimento Dois guindastes erguem contêineres iguais à mesma altura; um leva dezesseis segundos, o outro oito. Os dois entregaram a mesma energia à carga, e ninguém no porto diria que são iguais. O que o segundo tem a mais tem nome, unidade e preço: aparece na placa do chuveiro e, multiplicado pelo tempo, na sua conta de luz. Conteúdo e materiais de estudo
6 Impulso e quantidade de movimento Um ônibus a 72 km/h para em meio segundo; para um passageiro de 80 kg parar junto, algo precisa segurá-lo com 3 200 N, quatro vezes o seu peso. Com airbag e zona de deformação a parada leva dois segundos e a força cai para 800 N. O que o passageiro tinha de perder não mudou um grama: o que mudou foi o tempo. Por quê? Conteúdo e materiais de estudo
7 Colisões Uma bola de 3 kg a 2 m/s atinge outra de 1 kg parada. Sem saber a força do choque nem quanto ele durou, você afirma: se grudarem, saem a 1,5 m/s; se a colisão for elástica, a primeira segue a 1 m/s e a segunda a 3 m/s; e a segunda jamais sairá com mais de 6 J. O que se conserva sempre, o que se conserva às vezes, e como isso decide os quatro itens que o PAS pendurou nessa cena? Conteúdo e materiais de estudo
8 Estática A lança de um guindaste sustenta 1 600 kg a 15 m do eixo e não cai porque um contrapeso de 6 000 kg fica a apenas 4 m do outro lado. Por que o produto massa vezes distância decide o equilíbrio, por que a soma das forças sozinha não decide nada num corpo extenso, e como isso resolve gangorras, pranchas em dois cavaletes, balanças, o antebraço e o Discóbolo que o PAS pendurou numa prova? Conteúdo e materiais de estudo
9 Gravitação universal A maçã cai e a Lua não; um astronauta flutua a 400 km de altura onde a gravidade ainda vale 89% da do chão; a antena parabólica do telhado mira um satélite que dá uma volta na Terra por dia e parece parado. Que força é essa que enfraquece com o quadrado da distância, puxa tudo com a mesma aceleração e mesmo assim segura a Lua, a Estação Espacial e o satélite de TV cada um na sua altura? Conteúdo e materiais de estudo