Um tema super presentes nas provas são as Leis de Newton, elas são princípios fundamentais da Dinâmica. Portanto, se você deseja passar no ENEM ou em outros vestibulares, precisa ter uma compreensão completa sobre tal assunto.
A dinâmica é a parte da mecânica que estuda os movimentos e as causas que os produzem e os modificam. Ao estudar esses efeitos, dois conceitos devem ser considerados: massa e força.
Conceitos importantes — Massa e Força
Massa
Basicamente, massa é uma grandeza escalar que indica a quantidade de matéria em um corpo. Essa quantidade de matéria é determinada através da comparação com um valor padrão da matéria (1 quilograma, 1 grama, etc.). No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade padrão da massa é o Kg (quilograma).
Força
Força é a causa que produz num corpo variação da velocidade, ou melhor, produz aceleração. E quando é dito “variação da velocidade” também pode ser considerado o ato de apenas mover algo que antes estava parado.
O conceito de massa pode ser definido como uma grandeza escalar que atribuímos a cada corpo obtida pela comparação com um padrão. Por exemplo, em uma balança de braços iguais, de um lado deixamos o corpo a ser analisado e do outro o corpo padrão, usado como parâmetro, assim comparamos e tiramos a conclusão da massa que queremos.
A primeira noção de força está associada ao esforço muscular. Quando empurramos algo, exercemos uma força. Esse conceito é o mais intuitivo. Para a física, força é todo agente capaz de modificar o estado de repouso ou de movimento de um determinado corpo. A medida também é uma grandeza vetorial, possui módulo, direção e sentido. A unidade, no SI, de força, independente qual seja, é Newton [N].
Isaac Newton foi quem desenvolveu matematicamente todo esse conceito, dando origem hoje ao que conhecemos como Leis de Newton. Portanto, foram definidas três leis muito importantes para o estudo dos movimentos. Veja quais são elas.
Primeira Lei de Newton — Princípio da inércia
A primeira lei de Newton define que um corpo isolado, quando não existe força atuando nele ou a soma das forças que atuam é nula, estando em repouso, a matéria tem a tendência natural de permanecer em repouso. Quando em movimento retilíneo uniforme, tem a propensão de manter sua velocidade constante. Essa propriedade do corpo de resistir a qualquer variação em sua velocidade recebe o nome de inércia.
A lei diz que todo corpo em repouso tende, por inércia, a permanecer em seu estado inicial, no caso, em repouso. Assim como, todo corpo em movimento tende, por inércia, a continuar em movimento retilíneo uniforme.
Observe um exemplo muito comum da primeira das Leis de Newton: admita um ônibus em movimento retilíneo uniforme (MRU), em relação ao solo. Quando o ônibus é freado de repente, todos são jogados para frente. Você já deve ter reparado essa situação no seu dia a dia. Mas já se perguntou o porquê isso acontece?
Essa é uma aplicação da primeira lei. As pessoas dentro do ônibus possuem as mesmas características de movimento do ônibus, estão em MRU. Quando o ônibus é freado bruscamente, as pessoas, por inércia, tendem a continuar o movimento. Só que o ônibus parou, por isso as pessoas vão para frente.
Segunda Lei de Newton — Princípio fundamental da dinâmica
A segunda do conjunto das leis de newton define que para que seja alterado o estado inicial do movimento é necessário que seja aplicada uma força ao corpo. O somatório vetorial de todas as forças aplicadas, de massa constante m, recebe o nome de força resultante. Essa força será igual ao produto da massa da matéria pela aceleração adquirida. É importante ressaltar que a aceleração adquirida, após a aplicação da força, terá a mesma direção e sentido da força resultante.
Quando o corpo não possui aceleração e está em movimento uniforme, o somatório das forças é nulo. Lembre-se: sempre que tivermos a atuação de mais de uma força, temos que tomar cuidado com as direções e os sentidos, não podemos esquecer que esse somatório é vetorial.
3ª — Princípio da ação e reação
A última e terceira das leis de newton define que sempre que dois corpos interagem, as forças exercidas são mútuas. Se o corpo A faz uma força no corpo B, o corpo B irá fazer a mesma força, só que no sentido oposto, em A. Esse é o princípio que fala que todo corpo que exerce uma ação sofre uma reação na mesma proporção. Por isso, quando damos um soco em alguém nossa mão também dói, pois ela também irá sentir a força que a pessoa sentiu do seu soco.
A partir desse princípio, podemos entender também como andamos: nosso pé empurra o chão para trás e o chão empurra nosso pé para frente com a mesma força que o pé fez.
Exemplos de leis de newton
As três leis de Newton são fundamentais para a compreensão do movimento e das interações entre objetos. Aqui estão exemplos práticos do cotidiano para cada uma das três leis:
Exemplos da Primeira Lei de Newton (Lei da Inércia)
Carro parando bruscamente
Quando um motorista freia um carro, os passageiros são arremessados para frente devido à tendência do carro (e de tudo dentro dele) de continuar em movimento.
Pára-quedismo
Um paraquedista em queda livre atinge uma velocidade constante porque a força de gravidade é contrabalançada pela resistência do ar. Se não houvesse resistência do ar, o paraquedista continuaria acelerando.
Exemplo da Segunda Lei de Newton (Lei da Força e Aceleração)
Empurrar um carrinho de compras
Para mover um carrinho de compras (objeto com massa) a uma determinada velocidade, você precisa aplicar uma força (empurrar) na direção desejada. Quanto mais pesado o carrinho ou mais rápido você deseja que ele se mova, mais força você precisa aplicar.
Arremesso de uma bola
Quando você joga uma bola de beisebol, a força que você aplica determina a velocidade e a trajetória da bola. Quanto mais forte você arremessa, mais rápido a bola acelera.
Exemplo da Terceira Lei de Newton (Lei da Ação e Reação)
Caminhada
Quando você caminha, seus pés empurram o chão para trás (ação), e o chão exerce uma força igual e oposta sobre seus pés (reação), permitindo que você avance.
Foguete decolando
O lançamento de um foguete é um exemplo dramático da terceira lei de Newton. Os gases expelidos pelo motor do foguete para baixo (ação) geram uma força de reação para cima, impulsionando o foguete para o espaço.
Agora que já sabe tudo sobre a parte teórica de cada uma das leis é hora de praticar. Basta acessar a nossa lista de exercícios.
Aproveite para conferir também o vídeo do nosso canal sobre Leis de Newton
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