Leis de Newton

#1 - Principio da Inércia

"Todo corpo permanece em seu estado de repouso, ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças impressas nele."

  Basicamente, todo corpo que está em repouso, tende a permanecer em repouso, e todo corpo que está em movimento tende a permanecer em movimento.

  Para provar a teoria, imagine um carro com uma pessoa, correndo a uma velocidade uniforme de 80 km/h, quando o carro colide com um obstáculo. O resultado seria este:

  Tanto o corpo quanto o carro estavam se movimentando com a mesma velocidade. Quando o carro parou devido à força da parede, não tinha uma força imposta sobre o corpo para pará-lo, então ele consequentemente seguiu a lei da inércia de permanecer em movimento, o que ocasionou no impacto com o carro. Daí a importância do cinto de segurança.

  Quando andamos não permanecemos em movimento devido a uma força, esta é a força do atrito, que são falhas no chão que fazem conseguirmos parar.

Questão para análise

Baseando-se na primeira Lei de Newton, assinale a alternativa correta:

a) Se estivermos dentro de um ônibus e deixarmos um objeto cair, esse objeto fará uma trajetória retilínea em relação ao solo, pois o movimento do ônibus não afeta o movimento de objetos em seu interior.

b) Quando usamos o cinto de segurança dentro de um carro, estamos impedindo que, na ocorrência de uma frenagem, sejamos arremessados para fora do carro, em virtude da tendência de permanecermos em movimento.

c) Quanto maior a massa de um corpo, mais fácil será alterar sua velocidade.

d) O estado de repouso e o de movimento retilíneo independem do referencial adotado.

Resposta: Letra B

 A alternativa “a” está incorreta porque o movimento de um objeto em queda no interior de um ônibus em movimento é retilíneo em relação ao ônibus, e não em relação ao solo.

A alternativa correta é a letra b, pois, de acordo com a primeira Lei de Newton, os objetos em movimento tendem a continuar em movimento caso não haja nenhuma força atuando sobre eles. Nesse caso, a força que atua sobre o corpo é o cinto de segurança.

Quanto maior a massa de um corpo, mais difícil será alterar sua velocidade, portanto, a alternativa c está incorreta.

A alternativa “d” também está incorreta, pois o movimento de um corpo depende do referencial adotado.

#2 - Principio Fundamental da Dinâmica

  

"A mudança do movimento é proporcional à força matriz impressa e se faz segundo a linha reta pela qual se imprime essa força." 

  Força, na física, é um vetor que altera o movimento ou o repouso de determinado corpo. Como todo vetor, a força possui módulo, direção e sentido. O módulo ou valor, no SI, é medido em N (newton), que é a mesma coisa que m/s².  A partir de suas análises, conclui na seguinte fórmula:

F = m . a

Sendo F a força resultante, M a massa do corpo e A sua aceleração.

Questão para análise: 

   Dois pedreiros aplicam uma força de respectivamente 30 N e 40 N para a mesma direção em um caixote. Ignorando o atrito e se apropriando das informações, responda: 

   a) Qual é a força resultante (total) que está sendo posta sobre o caixote?

Resposta: Como são duas forças e estão na mesma direção, utilizamos as regras dos vetores e os somamos, ou seja: F = 30 + 40 = 70. 

  b) Com medo de colocar força demais no caixote e quebrá-lo, os pedreiros pesaram sua massa e obtiveram 40 kg como resultado. Sabendo disso, qual deve ser a força aplicada para que a aceleração da caixa se mantenha em 2 m/s²?

Resposta: F = m . a. Sabendo da fórmula, basta substituir nos locais apropriados. Ele deu o valor da massa (kg, g, mg etc.) e da aceleração (m/s²) e quer descobrir a força (N), então: F = 40 . 2, F = 80. Ou seja: será necessária uma força de 80 N para que a caixa se movimente a 2 m/s².

  c) Caso os dois pedreiros tivessem conflito em relação à direção que deveriam mover o caixote, então resolvessem cada um mover na direção que achasse? O primeiro (30 N), resolve então colocar a força para cima, e o segundo (40 N) para baixo. Sabendo disso, qual será a força aplicada sobre a caixa, sua direção e aceleração?

Resposta: Como os dois movem-se em sentidos opostos, diminuiremos os vetores: F = 10. A direção é automaticamente do que tiver a maior força, que é o segundo, então a força é para baixo. Como sabemos a massa do caixote (letra c), podemos descobrir a aceleração do caixote:

F = m . a

10 = 40 . a

a = 40/10

a = 1/4 m/s² ou 0,25 m/s² para baixo.

#3 - Principio da Ação e Reação

"A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, as ações de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e se dirigem a partes contrárias."

  Toda ação gera uma reação. Por isso que quando damos um soco em uma parede com força a nossa mão dói. Isto ocorre porque quando se coloca uma força de determinados N na parede, esta aplicará uma força de iguais N na mão. Como a parede é mais resistente, a mão acaba doendo.

  A partir deste conceito, surge uma importante força, que é a do peso. Todo corpo possui um peso, e usa a mesma fórmula da força: F = m . a. No caso, P = m . g, sendo P o peso, M a massa e G a aceleração da gravidade (geralmente 10). Ou seja, uma pessoa de 80 kg tem um peso de 800 N.

  Este peso é contido pelo chão, que é mais resistente que o corpo humano. (OBS: Não se deve esquecer que peso é diferente de massa)

 Como vimos na lei da ação e reação, toda ação gera uma reação. Isso significa que enquanto o peso aplica 800 N sobre a terra, a terra vai aplicar um peso de -800 N sobre o ser humano, para que o corpo não "afunde" no chão. Este peso contrário que o chão aplica é chamado de normal.

Questão para análise

(UFC) As forças de ação e reação (terceira lei de Newton) não se anulam mutuamente porque têm módulos diferentes.

a) a afirmação é certa e o argumento é errado.    

b) a afirmação é certa e o argumento é certo

c) a afirmação e o argumento são corretos, mas não relacionados    

d) a afirmação e o argumento são corretos e relacionados.

e) a afirmação e o argumento estão errados

Resposta: Letra A

  As forças de ação e reação nunca se anulam, porque elas sempre agem em corpos diferentes, e não porque tem módulos diferentes. Então, a afirmação é correta e o argumento errado.