As leis de Newton

A inércia e a lei da inércia

Existe na natureza uma tendência de não se alterar o estado de movimento de uma partícula, isto é, uma partícula em repouso tende naturalmente a permanecer em repouso e uma partícula com velocidade constante tende a manter a sua velocidade constante.

Essa tendência natural de tudo permanecer como está é conhecida como inércia. No caso da Mecânica, essa observação a respeito do comportamento da natureza levou Newton a enunciar a sua famosa Lei da Inércia, que diz:

"Qualquer corpo em movimento retilíneo e uniforme (ou em repouso)
tende a manter-se em movimento retilíneo e uniforme (ou em repouso)."

Esta é a primeira Lei de Newton.

A inércia pode ser pensada como uma propriedade inata da matéria. Trata-se de um poder de resistir, mediante o qual cada corpo, no que depender de si, continua no seu estado presente, seja de repouso seja em movimento retilíneo e uniforme.

O exemplo mais simples, do ponto de vista da observação da inércia dos corpos, é aquele dos passageiros num ônibus. Quando o veículo é brecado, os passageiros tendem a manter-se no seu estado de movimento.

Por isso, as pessoas "vão para a frente" do ônibus quando este breca. Na realidade, a mudança do estado de movimento é apenas do ônibus.

Os passageiros simplesmente tendem a manter-se como estavam. Da inércia resultam os ferimentos em acidentes no tráfego.

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A 2ª lei de Newton

A segunda lei de Newton é a lei fundamental da Mecânica. A partir dela e através de métodos matemáticos, podemos fazer previsões (velocidade e posição, por exemplo) sobre o movimento dos corpos.

Qualquer alteração da velocidade de uma partícula é atribuída, sempre, a um agente denominado força. Basicamente, o que produz mudanças na velocidade são forças que agem sobre a partícula. Como a variação de velocidade indica a existência de aceleração, é de se esperar que haja uma relação entre a força e a aceleração. De fato, Sir Isaac Newton percebeu que existe uma relação muito simples entre força e aceleração, isto é, a força é sempre diretamente proporcional à aceleração que ela provoca:

onde m é a massa do corpo.

Esta relação simples entre força e aceleração é conhecida como a 2ª Lei de Newton.

No enunciado da lei de Newton, o termo  tanto pode representar uma força como a força que resulta da soma de um conjunto de forças.

Sendo a força uma grandeza vetorial, o mesmo acontecendo com a aceleração, podemos escrever para a lei de Newton, numa notação vetorial:

Em componentes ao longo dos eixos x, y e z podemos escrever:

Fx = max ,

Fy = may ,

Fz = maz .

No caso em que mais de uma força atua sobre uma partícula, a lei de Newton deve ser entendida como:

onde  indica a soma das forças, ou seja, a somatória das forças que atuam sobre o objeto é igual à massa vezes a aceleração.

Em termos das componentes, escrevemos:

Ação e reação a 3ª lei de Newton

Como foi dito no Capítulo 8, as forças resultam da interação de um corpo com outro corpo. É de se esperar, portanto, que, se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B (chamada de ação), A também experimenta uma força (chamada dereação) que resulta da interação com B.

Newton percebeu não só que isso acontece sempre mas, indo mais longe, especificou as principais características das forças que resultam da interação entre dois corpos. Essa questão foi objeto da sua terceira lei, cujo enunciado é:

"Para toda força que surgir num corpo como resultado da interação com um segundo corpo, deve surgir nesse segundo uma outra força, chamada de reação, cuja intensidade e direção são as mesmas da primeira mas cujo sentido é o oposto da primeira."

Desse modo, Newton se deu conta de três características importantes das forças de interação entre dois objetos.

Em primeiro lugar, uma força nunca aparece sozinha. Elas aparecem aos pares (uma delas é chamada de ação e a outra, de reação).

Em segundo lugar, é importante observar que cada uma dessas duas forças atua em objetos distintos.

Finalmente, essas forças (aos pares) tem a mesma magnitude mas diferem uma da outra pelo sentido: elas têm sentido oposto uma da outra.

Unidades de massa

No SI , a unidade de massa é o quilograma (kg). Esta é a massa de um cilindro de platina iridiada mantido no Bureau Internacional de Pesos e Medidas (Paris). Acesse o link: http://efisica.if.usp.br/mecanica/universitario/dinamica/leis_Newton/