Dinâmica

Dinâmica é a área de conhecimento da Física que estuda a causa dos movimentos, analisando-os e descrevendo-os de acordo com as forças que são responsáveis por produzi-los. A dinâmica é, portanto, uma das áreas da mecânica, juntamente com a cinemática e a estática.

Veja também: Forças – tipos, fórmulas e como calcular

Tópicos deste artigo

• 1 - Quais os principais temas estudados na dinâmica?
• 2 - Fórmulas da dinâmica
  • → Força resultante
  • → Fórmula do trabalho de uma força
  • → Energia cinética
  • → Energia potencial gravitacional
  • → Energia mecânica
• 3 - Exercícios resolvidos sobre dinâmica

Força

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Leis de Newton

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Quais os principais temas estudados na dinâmica?

Os principais temas de estudo na dinâmica são as leis de Newton, a gravitação universal e o estudo das energias mecânica, cinética e potencial.

• Leis de Newton: descrevem os movimentos dos corpos por meio das forças que atuam sobre eles. Ao todo, existem três leis de Newton: a lei da inércia, o princípio fundamental da dinâmica e a lei da ação e reação. A partir das leis de Newton, também se estuda o comportamento das forças de atrito, empuxo, tração, forças centrípetas etc.
• Gravitação universal: área da dinâmica que estuda o movimento dos corpos celestes. Além da lei da gravitação universal, que é utilizada para calcular a força e atração que um corpo exerce sobre outro, há também as leis de Kepler, usadas para descrever as órbitas planetárias.
• Energia mecânica: o estudo dessa forma de energia relaciona as energias cinética e potencial, entre outras. Aqui também se estuda o princípio da conservação da energia mecânica, além dos cálculos de trabalho mecânico e potência.

Fórmulas da dinâmica

Confira as principais fórmulas da dinâmica e aprenda o que significa cada uma de suas variáveis.

→ Força resultante

A força resultante pode ser obtida por meio do cálculo vetorial. De acordo com a 2ª lei de Newton, ela é igual ao produto entre a massa do corpo e sua aceleração.

→ Fórmula do trabalho de uma força

O trabalho exercido por uma força constante pode ser calculado por meio do produto entre a força aplicada e a distância percorrida pelo corpo.

→ Energia cinética

Energia cinética é a quantidade de energia armazenada em qualquer corpo de massa m que se move com velocidade v, como se vê na fórmula a seguir:

→ Energia potencial gravitacional

Energia potencial gravitacional diz respeito à quantidade de energia que é armazenada em um corpo de massa m, quando elevado a uma altura h a partir do solo, em uma região onde a aceleração da gravidade é igual a g. Observe:

→ Energia mecânica

Energia mecânica diz respeito a toda energia relativa ao movimento de um corpo ou sistema de corpos. A energia mecânica é igual à soma da energia cinética com a energia potencial.

Veja também: Dicas para resolver exercícios de cinemática

Exercícios resolvidos sobre dinâmica

Questão 1 — Determine qual é a aceleração desenvolvida por um corpo de massa igual a 4,5 kg, quando sujeito a uma força de 90 N.

a) 10 m/s²

b) 20 m/s²

c) 0,5 m/s²

d) 9 m/s²

Resolução:

Basta aplicar a 2ª lei de Newton e utilizar os dados fornecidos pelo enunciado.

$F_R = ma \rightarrow 90 = 4,5\cdot a \rightarrow a= \frac{90}{4,5} = 20\ m/s^2$

Com base no resultado obtido, a alternativa correta é a letra B.

Questão 2 — Um corpo de 20 kg encontra-se a 10 m de altura em uma região onde a gravidade tem o valor de 10 m/s². Sabendo que o corpo move-se a uma velocidade constante de 10 m/s, determine o módulo da energia mecânica desse corpo.

a) 1500 J

b) 2500 J

c) 3000 J

d) 4500 J

Resolução:

Para resolver o exercício, é necessário calcular as energias cinética e potencial e, em seguida, somá-las.

Por meio do cálculo, descobrimos que a energia mecânica do corpo é de 3000 J, logo a alternativa correta é a letra C.