Leis de Newton
É muito importante que você se esforce ao máximo para aprender as Leis de Newton, elas são a base de toda a dinâmica e vão ser essenciais na resolução de vários problemas!
Lei da Inércia (Primeira Lei)
Você já ouviu falar naquela história de que parar um caminhão é mais difícil do que parar um carro? Pois, então, a explicação física para isso é a inércia! Basicamente, a Lei da Inércia fala sobre a tendência que os corpos têm de continuar seu movimento. Mas e se eles estiverem parados? Ela explica isso também! Corpos parados tendem a continuar parados! Em termos teóricos, essa Lei nos diz que, se não houver força aplicada ao corpo, a velocidade dele não é alterada (em outras palavras, não há aceleração).
Aqui, entra a explicação da história do caminhão e do carro! A Lei da Inércia diz que, quanto maior a massa do corpo, maior a sua inércia e mais difícil é mudar o seu movimento. Ela também diz que a inércia de um corpo depende só de sua massa. Agora dá para entender porque parar o caminhão é mais difícil, certo?
Outro exemplo dessa Lei em nosso dia a dia é o cinto de segurança. Quando acontece uma batida, o carro desacelera muito rapidamente, certo? Bem, se o passageiro estiver de cinto, ele também vai desacelerar rapidamente junto com o carro. Se ele estiver sem cinto, nenhuma força agirá sobre o corpo do passageiro e ele continuará em movimento, já que ele não está preso ao carro. Esta é justamente a função do cinto: ele impede o passageiro de sair voando. Mas como ele faz isso? Aplicando uma força contrária ao movimento, ele modifica a velocidade, fazendo o passageiro parar. Dependendo do impacto, essa força que o cinto faz para nos segurar pode até machucar, mas, com certeza, evitaria situações piores. O airbag tem exatamente essa mesma função.
A definição formal da primeira Lei de Newton pode parecer um pouco complicada, mas é importante e vai ajudar a entender como a inércia funciona. Se liga!
“Na ausência de forças externas, um objeto em repouso permanece em repouso e um objeto em movimento permanece em movimento em linha reta com velocidade constante.”
Princípio Fundamental da Dinâmica (Segunda Lei)
Não se preocupe! A Segunda Lei de Newton é apenas um complemento da primeira Lei – que já estudamos. Lembra o que a Lei da Inércia diz? Em poucas palavras, ela postula que, se não houver força aplicada ao corpo, a velocidade dele não é alterada. Assim, a Segunda Lei complementa isso: quando existe uma força resultante aplicada ao corpo, ocorre uma variação de velocidade. Em outras palavras, o corpo está sujeito a uma aceleração!
Se liga: essa Lei pode ser resumida em uma equação que envolve a força aplicada, a massa do corpo e a aceleração que essa força gera no corpo. Assim:
Se a força é a multiplicação entre massa e aceleração, qual será que é sua unidade? Basta multiplicarmos a unidade da massa (kg) pela unidade da aceleração (m/s2). Sendo assim, a unidade de força no Sistema Internacional é o kg.m/s2, mais conhecida como newton (N).
Relação com a Cinemática
Lembra do MRU e do MRUV, aqueles movimentos que foram estudados anteriormente? Agora que conhecemos a Segunda Lei de Newton, podemos fazer uma associação entre eles. Lembra que, no MRU, a velocidade se mantinha constante? Com o conhecimento que temos agora, podemos concluir que a força resultante sobre o corpo que se movimenta desta maneira é sempre nula! Justamente o contrário acontece no MRUV: como há aceleração, isso significa que necessariamente existe uma força resultante não nula atuando sobre o corpo!
Chegou a hora de a gente colocar essa Segunda Lei em prática! Aproveita esse exercício pra testar seu conhecimento sobre a matéria.
Dica salvadora! Força resultante > Aceleração > Variação da velocidade (pode ser em módulo ou direção!)
Ação e Reação (Terceira Lei)
Essa última Lei de Newton é um pouco mais complicada de entender, então se liga nesse exemplo que vai aparecer agora! Presta muita atenção, ele já foi questão da sua prova: O motivo pelo qual conseguimos caminhar é o atrito que existe entre nossos pés e o chão. Sendo assim, quando nós estamos subindo uma rampa inclinada (aquelas conhecidas ladeiras, sabe?) ou simplesmente caminhando pela rua, nossos pés aplicam uma força para trás (F1), empurrando o chão enquanto caminhamos sobre ele. Como reação, o chão “responde” aplicando uma força (F2) – depois vamos falar mais sobre essa força – de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário sobre nossos pés, nos fazendo ir para frente! Ou seja: para a minha ação de empurrar o chão para trás, houve uma reação do chão me empurrando para frente. E é justamente isso o que diz a Terceira Lei de Newton: para toda ação, há sempre uma reação em sentido oposto e de igual intensidade.
Dica salvadora! Ação e reação nunca se cancelam, pois atuam em corpos diferentes.