Leis de Newton
Issac Newton, cientista inglês que viveu entre 1643 e 1727, fez grandes contribuições na área da Física, Matemática, Filosofia e Alquimia. Ao estudar os movimentos, publicou a obra "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" onde descreve a Lei da Gravitação Universal e as três leis que fundamentaram a Mecânica Clássica.
Anteriormente, estudamos a Cinemática, parte da Física que estuda apenas os movimentos sem nos preocuparmos com as causas que iniciam ou cessam esses movimentos. Agora, vamos entender o conceito de Força através do inicio do estudo da Dinâmica. Nos deteremos em estudar as Leis de Newton, que são:
1a Lei de Newton = Lei da Inércia
2a Lei de Newton = Princípio Fundamental da Dinâmica
3a Lei de Newton = Lei da Ação e Reação
1a Lei de Newton
Também chamada Lei da Inércia, ela define o estado de equilíbrio de um corpo. E este corpo pode estar em equilíbrio tanto em repouso, quanto em movimento. Então dizemos que, se o somatório de todas as forças que atuam num corpo tiver resultante igual a zero, o corpo está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Outra forma de enunciar a lei da inércia é dizer que "Inércia é a tendência de um corpo permanecer em repouso, ou em movimento retilíneo uniforme" ou seja, se a resultante das forças que atuam num corpo for zero, o corpo está em repouso (inércia de repouso) ou em movimento retilíneo uniforme (inércia de movimento)
Sugestões de pesquisa:
1. Inércia e as aplicações da 1a Lei de Newton;
2. Força Resultante;
3. Vida e obra de Isaac Newton.
2a Lei de Newton
O Princípio Fundamental da Dinâmica relaciona a força resultante (FR) que atua num corpo e a aceleração (a)produzida. Quando várias forças atuam num determinado corpo e a resultante entre elas for diferente de zero, então, necessáriamente, este corpo está aumentando (ou diminuindo) sua velocidade no decorrer do tempo, ou seja, tem uma aceleração.
Ao enunciar a 2a lei, Newton disse que a aceleração é diretamente proporcional a força atuante, de forma que a razão entre força (F) e aceleração (a) resulta na constante massa (m) do corpo. Desta forma:
F = m . a
As unidades de medidas, no SI (Sistema Internacional de Unidades) são:
Força : unidade de medida é N (Newton)
Massa : unidade de medida é kg (quilograma)
Aceleração : unidade de medida é m/s2 (metro por segundo por segundo)
Aqui é importante comentar sobre o peso de um corpo. O peso é uma força e, portanto varia conforme a aceleração gravitacional do local onde o corpo se encontra. Então, calculamos o peso de um corpo qualquer por:
P = m . g
onde g = aceleração da gravidade
Por exemplo, um corpo de massa 20 kg na Terra, onde g = 9,8 m/s2 (aproximadamente, 10 m/s2) tem peso dado por P = 20kg x 10m/s2 = 200N. Já na Lua, onde g = 1,6 m/s2, o peso desse mesmo corpo é P = 20kg x 1,6m/s2= 32N. Observe que a massa é invariável, na Terra, Lua ou outro planeta. No entanto, o peso modifica-se em função da gravidade local.
3a Lei de Newton
Também conhecida como Lei da Ação e Reação, nos diz que se um corpo exerce uma força em outro corpo, recebe deste uma força igual, de mesma intensidade, mesma direção mas em sentido contrário. Por exemplo, podemos então afirmar que, se chutarmos um parede com uma força F = 10N , a parede também exerce uma força no pé do chutador e essa força tem a mesma intensidade F = 10N, mesma direção mas com sentido oposto ao do chutador.
Sugestões de pesquisa:
1. Por que o par de forças Ação e Reação não se anulam, se tem mesma intensidade e sentidos contrários?
2. Podemos afirmar que a a Terra exerce uma força de atração sobre uma mesa, considerando que esta mesa tem uma massa. Então a mesa exerce a mesma força sobre a Terra. Por que, se a mesa for suspensa temporariamente no ar e solta é a mesa que se desloca em direção a Terra e não é a Terra que se desloca em direção a mesa?
OBS: Todas os símbolos das grandezas vetoriais estão em negrito.