Explicamos o que são as Leis de Newton, como explicam a inércia, a dinâmica e o princípio de ação-reação.
Quais são as leis de Newton?
Leis de Newton ou Leis do Movimento de Newton Eles são os três princípios fundamentais nos quais se baseia a mecânica clássica, um dos ramos da física. Eles foram postulados por Sir Isaac Newton em seu trabalho Princípios matemáticos da filosofia natural (“Princípios matemáticos da filosofia natural”) de 1687.
Este conjunto de leis físicas revolucionou os conceitos básicos da humanidade em relação ao movimento dos corpos. Juntamente com as contribuições de Galileu Galilei, constitui a base da dinâmica. Quando combinada com a Lei da Gravitação Universal de Albert Einstein, permite deduzir e explicar as Leis do movimento planetário de Kepler.
No entanto, as Leis de Newton Eles são válidos apenas em sistemas de referência inerciais, isto é, aqueles que não são acelerados e nos quais apenas intervêm forças reais. Além disso, estas leis são válidas para objetos que se movem a uma velocidade muito inferior à velocidade da luz (300.000 km/s).
As Leis de Newton partem da consideração do movimento como o deslocamento de um objeto de um local para outro, levando em consideração o local onde ele ocorre, que também pode se mover com velocidade constante em relação a outro local.
Pode ajudá-lo: Mecânica na física
Primeira lei de Newton ou Lei da inércia
A primeira Lei de Newton contradiz um princípio formulado nos tempos antigos pelo sábio grego Aristóteles, para quem um corpo só poderia manter o seu movimento se uma força sustentada lhe fosse aplicada. Newton estabelece, em vez disso, que:
“Todo corpo persevera em seu estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme, a menos que seja forçado a mudar seu estado por forças que lhe são impostas.”.
Portanto, um objeto que esteja em movimento ou em repouso não pode alterar esse estado, a menos que algum tipo de força seja aplicado sobre ele.
De acordo com este princípio, O movimento envolve magnitudes que são vetores (dotadas de direção e sentido). É possível calcular a aceleração a partir da velocidade inicial e final. Além disso, ele propõe que os corpos em movimento tendem sempre a se mover em uma trajetória reta e uniforme.
Um exemplo perfeito da lei da inércia é o arremessador de peso nas Olimpíadas. O atleta ganha impulso movendo-se em círculos, girando o peso amarrado com uma corda em torno de seu próprio eixo (movimento circular), até atingir a aceleração necessária para soltá-lo e vê-lo voar em linha reta (movimento retilíneo uniforme).
Este movimento retilíneo continua até que a gravidade curve seu caminho. Ao mesmo tempo, o atrito do objeto com o ar diminui sua velocidade (aceleração negativa) até cair.
Segunda lei ou lei fundamental da dinâmica
Nesta lei Newton define o conceito de força (representada por F), declarando isso:
“A mudança em um movimento é diretamente proporcional à força exercida sobre ele.” e isso ocorre de acordo com a linha reta ao longo da qual essa força é impressa”.
Isso significa que a aceleração de um objeto em movimento sempre responde à quantidade de força aplicada a ele em um determinado momento, para modificar sua trajetória ou velocidade.
Destas considerações surge a equação fundamental da dinâmica para objetos de massa constante:
Força resultante (Fresultante) = massa (m) x aceleração (a)
Uma força resultante atua sobre um corpo de massa constante e lhe confere uma determinada aceleração. Nos casos em que a massa não é constante, a fórmula focará antes no momento (p), de acordo com a seguinte fórmula:
Momento (p) = massa (m) x velocidade (v). Portanto: Flíquido = d (mv) /dt.
Assim, a força pode estar relacionada com a aceleração e a massa, independentemente de esta ser variável ou não.
Para exemplificar esta segunda lei, o caso da queda livre é o ideal: se deixarmos cair uma bola de tênis de um prédio, a aceleração que ela experimenta aumentará com o passar do tempo, pois a força da gravidade estará atuando sobre ela. Assim, sua velocidade inicial será zero, mas uma força constante será aplicada a ela em linha reta, para baixo.
Continue em: Segunda Lei de Newton
Terceira lei ou Princípio de ação e reação
De acordo com a terceira lei de Newton,
“Toda ação tem uma reação igual, mas na direção oposta.”: o que significa que as ações mútuas de dois corpos são sempre iguais e direcionadas em direções opostas.”
Desta forma, sempre que uma força é exercida sobre um objeto, ela exerce uma força semelhante em sentido oposto e de igual intensidade, portanto se dois objetos (1 e 2) interagirem, a força exercida por um sobre o outro será igual. em magnitude àquela exercida pelo outro sobre o primeiro, mas de sinal oposto.
Isto é: F1-2 =F2-1. A primeira força será conhecida como “ação” e a segunda força como “reação”.
Para demonstrar esta terceira lei, basta observar o que acontece quando duas pessoas de peso semelhante correm em direções opostas e colidem: ambas receberão a força da outra e serão lançadas na direção oposta. O mesmo acontece quando uma bola quica na parede e é lançada na direção oposta, com uma força semelhante à projetada no lançamento.
Mais em: Terceira Lei de Newton
Biografía de Isaac Newton
Isaac Newton (1642-1727) nasceu em Lincolnshire, Inglaterra. Filho de camponeses puritanos, seu nascimento foi traumático e ele veio ao mundo tão magro e fraco que presumiram que ele não viveria muito.
No entanto, ele cresceu e se tornou uma criança excêntrica, com talentos precoces para matemática e filosofia natural. Ele ingressou na Universidade de Cambridge aos dezoito anos. para continuar seus estudos. Diz-se que raramente entrava em sala de aula, pois seu principal interesse era a biblioteca e a formação autodidata.
Isso não impediu seu desenvolvimento acadêmico. Tornou-se um importante físico, teólogo, filósofo e matemático, reconhecido pela Royal Society. Ele é creditado pela invenção do cálculo matemático, bem como por vários estudos sobre óptica e luz.
Além do mais, contribuiu enormemente para o desenvolvimento da matemática e da física: Ele descobriu o espectro de cores da luz, formulou uma lei de condução térmica, outra sobre a origem das estrelas, sobre a velocidade do som no ar e a mecânica dos fluidos, e um enorme etc. Seu grande trabalho foi Princípios Matemáticos da Filosofia Natural.
Newton morreu em 1727, depois de ter sido um cientista respeitado e honrado, que recebeu um senhor da Rainha Ana da Inglaterra. Sofria de cólicas renais e outras doenças renais que, após muitas horas de delírio, finalmente o levaram à sepultura no dia 31 de março.
Referências
- “Leis de Newton” na Wikipedia.
- “Leis de Newton em 2 minutos” (vídeo) em Fratura Quântica.
- “Leis de Newton” no Centro de Computação Científica da Andaluzia.
- “Forças e Leis do Movimento de Newton” na Khan Academy.
- “Leis do Movimento de Newton” na NASA.
- “As leis do movimento de Newton” na Universidade de Stanford.
- “Leis do Movimento de Newton” na Enciclopédia Britânica.