Antes de
Galileu, pensava-se que uma força sempre presente, tal como um empurrão ou um
puxão, era necessária para manter um objeto em movimento com velocidade
constante. Mas Galileu, e depois Newton, reconheceram que, em nossa experiência
do dia-a-dia, os objetos acabam parando como consequência do atrito. Se o
atrito é reduzido, a taxa de freamento é reduzida. Uma lâmina de água, ou um
colchão de gás, são especialmente efetivos na redução do atrito, permitindo que
o objeto deslize por uma grande distância com pequena variação de velocidade.
Galileu raciocinou que, se pudéssemos remover todas as forças externas sobre um
objeto, incluindo as de atrito, então a velocidade do objeto nunca se alteraria
– uma propriedade da matéria conhecida como inércia. Esta
conclusão, que newton enunciou como sua primeira lei, também é chamada de lei
da inercia. Uma formulação moderna da primeira lei de Newton: Todo
corpo em repouso permanece em repouso a não ser que uma força externa atue
sobre ele. Um corpo em movimento continua em movimento com rapidez constante e
em linha reta ao não ser que uma força externa atue sobre ele.
1.1.1. APLICAÇÃO DA PRIMEIRA LEI DE
NEWTON NO COTIDIANO:
Se você é
o passageiro de um avião que voa em linha reta em uma altitude constante e
deposita cuidadosamente uma bola de tênis sobre a bandeja (que é horizontal),
então, em relação ao avião, a bola permanece se movendo com a mesma velocidade
que o avião (figura 1-a).
Suponha, agora, que o piloto
repentinamente acelere o avião para frente (em relação ao solo). Você irá,
então, observar que a bola sobre a bandeja começa repentinamente a rolar para
os fundos do avião, acelerando (em relação ao avião) mesmo que não haja força
horizontal agindo sobre ela (Figura 1-b). Neste referencial acelerado, o
enunciado da primeira lei de Newton não se aplica. O enunciado da primeira lei
de Newton se aplica apenas em referenciais conhecidos como referenciais
inerciais. De fato, a primeira lei de Newton nos fornece um critério para
determinar se um referencial é um referencial
inercial.
A
primeira lei de Newton nos diz o que ocorre quando não existe força atuando
sobre um corpo. Mas o que acontece quando há forças exercidas sobre
o corpo? Considere outra vez um bloco de gelo deslizando com velocidade
constante sobre uma superfície suave, sem atrito. Se empurra o gelo, você
exerce uma força F que faz com que varie a velocidade do gelo. Quanto mais
forte você empurrar, maior será a consequente aceleração A. A aceleração, A, de
qualquer corpo, é diretamente proporcional à força resultante Fres exercida
sobre ele, e o inverso da massa do corpo é a constante de proporcionalidade.
Ademais, o vetor aceleração e o vetor força resultante tem a mesma orientação.
Newton resumiu estas observações em sua segunda lei do movimento: A aceleração
de um corpo é diretamente proporcional à força resultante que atua sobre ele, e
o inverso da massa do corpo é a constante de proporcionalidade. Assim:
Uma força
resultante sobre um corpo faz com que ele seja acelerado. È uma questão de
causa e efeito. A força resultante é a causa e o efeito é a aceleração.
Uma força
resultante de 1 newton dá a uma massa de 1 Kg uma aceleração de 1 m/s², de
forma que: 1 N = (1kg).(1m/s²) = 1 kg.m/s².
A equação mais frequentemente
usada é expressa como: Fres = M.A
1.2.1. APLICAÇÃO DA SEGUNDA LEI DE NEWTON
NO COTIDIANO:
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Força
maior para carrinho mais pesado: Se o carrinho do supermercado estiver vazio,
é muito fácil fazê-lo correr. Mas se o carrinho estiver cheio, você tem que
se esforçar muito para fazê-lo andar.  |
A
terceira lei de Newton descreve uma importante propriedade das forças: forças
sempre ocorrem aos pares. Por exemplo, se uma força é exercida sobre um corpo
A, deve existir um outro corpo B que exerce a força. A terceira lei de Newton
afirma que estas forças são iguais em magnitude e oposta em sentido. Isto é, se
o objeto A exerce uma força sobre o objeto B, então B exerce uma força de mesma
intensidade e sentido oposto sobre A.
Então a
terceira lei dá-se quando dois corpos interagem entre si, a força FBA exercida
pelo corpo B sobre o corpo A tem a mesma magnitude e o sentido oposto ao da
força FAB exercida pelo corpo A sobre o corpo B. Assim, FBA = - FAB.
1.3.1. APLICAÇÕES DA TERCEIRA LEI DE
NEWTON NO COTIDIANO:
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1.3.1.1. CHUTANDO UMA BOLA Ao
chutarmos uma bola, os nossos pés aplicam uma força sobre a mesma. A força de
reação da bolsa age sobre o pé do jogador. O pé experimenta um movimento de
recuo ou para quase que instantaneamente. Experimente chutar uma bola leve e
outra pesada, para comparar a reação da bola sobre o seu pé.  |
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1.3.1.2. Batendo um pneu:  Os
motoristas usam um pequeno martelo de madeira para testar a pressão dos pneus
dos caminhões. Ao batermos nos pneus exercemos uma força sobre os mesmos. A
força de reação dos pneus faz com que o martelo inverta a o sentido do
movimento. O motorista sente o retorno e sabe quando o pneu está bom. |
