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As Leis de Newton

Em sua obra “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural“, Isaac Newton enunciou as três leis fundamentais da Mecânica, conhecidas hoje em dia como as leis de Newton.

A observação de fenômenos físicos, naturais ou artificiais, nos leva a obter relações entre as grandezas envolvidas nesses fenômenos. Essas relações são denominadas leis físicas. Princípios são leis físicas de caráter geral, confirmadas pela experiência, embora não sejam demonstráveis matematicamente.

Neste resumo vou abordar os principais pontos das Leis de Newton, então, a partir de agora concentração total que vamos aprender as coisas mais importantes sobre isto.

Princípio da Inércia

A maioria dos estudiosos gregos antigos, como Aristóteles, chegaram a conclusão de que o estado natural dos corpos era o repouso. Então, de acordo com esse entendimento, para que um corpo saísse do repouso (entrasse em movimento) era necessário a ação de uma força e quando essa força deixava de agir sobre o corpo, o movimento terminava e o corpo, instantaneamente, voltava ao seu estado natural, o repouso.

Essa ideia é tão forte que durante muito tempo muitos pensaram dessa forma. Mas, com os estudos do italiano Galileu Galilei, foram apresentadas novas formas de pensar sobre os movimentos dos corpos que apresentaram os fatos como realmente são, mostrando que os estudiosos anteriores não estavam certos sobre seus entendimentos. 

Galileu Galilei sustentava que para um corpo iniciar o movimento era necessária a ação de uma força. Mas, caso essa força parasse de agir sobre o corpo, ele continuaria em movimento e com mesma velocidade do momento em que a força parou de agir até que uma nova força agisse sobre o corpo.  

De outra forma, para Galileu, além do repouso, a tendência natural dos corpos era de manter o movimento retilíneo e uniforme. 

Então, a partir dos estudos de Galileu e dos conceitos descritos no livro de Isaac Newton, podemos definir o princípio da inércia como sendo:

A tendência natural de um corpo em manter-se em repouso ou movimento retilíneo uniforme. 

O estado de repouso é denominado equilíbrio estático, enquanto o estado de movimento retilíneo uniforme e denominado equilíbrio dinâmico e em ambos a força resultante sobre o corpo é nula, não esqueça disso.

Exemplo 1: Por inércia, quando o garoto freia para não atingir o cachorrinho a sua frente, ele é arremessado para frente, pois a tendência era de que ele continuasse seu movimento.

Lei da Inércia - Primeira lei de Newton

Exemplo 2: Conforme mostrado no vídeo, quando o pino (suporte da bola), a acertado com o taco de golfe, a bola permanece na mesma posição, mesmo que o pino não esteja lá; isso explica a lei da inércia, pois a tendência da bola era permanecer parada na mesma posição. 

Princípio Fundamental da Dinâmica

Segundo a primeira lei de Newton, quando um corpo sofre uma força resultante nula, ele se move com velocidade constante e aceleração zero. Mas o que acontece quando a força resultante é diferente de zero?

Quando a resultante de um sistema de forças que agem sobre um corpo não é nula, a velocidade do móvel se altera. Em outras palavras, isso quer dizer que o efeito de uma resultante não nula é produzir no corpo uma aceleração.

A segunda lei de newton, relaciona a força resultante que atua sobre o corpo e a aceleração que ele adquire, sendo que essa aceleração é proporcional à força e possui mesma direção e sentido dela.  

A expressão matemática dessa relação é:

\( F_r = m \times a\)

Fr” é a força resultante, “m” a massa do corpo e “a” a aceleração. No sistema internacional de unidade, a unidade de massa é o quilograma (kg), a aceleração é medida em metros por segundo (m/s) e a força em newtons.

Um newton é a intensidade da força que, aplicada em uma partícula de massa igual a 1 quilograma, produz na sua direção e no seu sentido uma aceleração de módulo 1 metro por segundo, por segundo.

Princípio da Ação e Reação

Sempre que dois corpos quaisquer A e B interagem, as forças exercidas são mútuas. Quando empurramos um objeto, percebemos que, devido à sua inércia, ele apresenta dificuldades para se mover. 

Em outras palavras, ele resiste à mudança de velocidade. Nós percebemos essa resistência porque nos sentimos empurrados em sentido contrário. Essa sensação nos permite inclusive perceber o objeto. Todo corpo reage desta maneira à aplicação de uma força de contato.

O princípio da ação e reação pode ser enunciado da seguinte forma: 

A toda força de ação corresponde uma de reação, de modo que essas forças têm sempre mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, estando aplicadas em corpos diferentes.

Mas, cuidado! Para que as forças sejam consideradas um par ação-reação, elas devem ter: 

a) Mesma intensidade.
b) Mesma direção.
c) Sentidos opostos.
d) Ter a mesma natureza: ambas de contato ou ambas de campo. 
e) E o principal, elas devem estar sendo aplicadas em corpos diferentes.

Fique [email protected] para essa última, as questões “pegadinhas” gostam muito de utilizar esse detalhe.

Exemplos:

Terceira Lei de Newton - Ação e Reação

Conclusão

O Princípio da inércia (Primeira Lei de Newton) define que um corpo tende a permanecer em seu estado natural de repouso ou movimento retilíneo e uniforme. O Princípio fundamental da dinâmica nos mostra que quando existe uma força resultante, diferente de zero, atuando sobre um corpo, este corpo adquire uma aceleração que é proporcional a força resultante. E, por fim, o Princípio da Ação e Reação (Terceira Lei de Newton) diz que para toda força de ação existe uma força de reação, de mesma intensidade, mesma direção, sentidos contrário e de mesma natureza. 

As Leis de Newton são a base para nosso estudo de dinâmica, então, espero que você tenha lido essa aula com muito carinho. Clique aqui se quiser continuar aprendendo sobre Dinâmica e siga nosso perfil no instagram para saber de todas as novidades. Até a próxima.

 

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