As leis de Newton são muito importantes para a física e caem de forma bem recorrente em diversos vestibulares, inclusive no ENEM. Mas você sabe quais são elas? Leia nosso artigo e veja quais são e suas aplicações.
Quais as três leis de Newton? Se ainda não sabe responder bem a esta pergunta, este artigo é para você, pois vamos explicar o que é Dinâmica! Por isso não deixe de ler tudo. Fique atento, pois várias questões de vestibular de física não envolvem cálculos, mas conceitos e muitos alunos caem em pegadinhas.
Nós já escrevemos um artigo sobre o que é a cinemática. Confere lá!
Caso sua dúvida seja em química, entenda de uma vez por todas como fazer o cálculo estequiométrico. Já em matemática ensinamos trigonometria no triângulo retângulo!
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O foco deste artigo está nas três leis de Newton, mas lembre-se que a gravitação e a energia também são partes da Dinâmica.
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Conceitos fundamentais
Dinâmica é uma parte da Mecânica que, diferentemente da cinemática (não se preocupa com as causas dos movimentos), pretende entender as origens dos movimentos dos corpos. As três leis de Newton tem tudo a ver com isso!
Aproveite e faça os Exercícios sobre Leis de Newton!
Para entender as causas dos movimentos dos corpos segundo a dinâmica é preciso conhecer e entender bem o que é Força!
Trata-se de uma grandeza física, vetorial, que serve para:
- Acelerar (a força faz o corpo ganhar mais velocidade)
- Deformar (a força causa uma mudança no formato do corpo, por exemplo, comprimindo)
Antes de começarmos o conteúdo sobre as três leis de Newton, precisamos ainda entender o conceito de força resultante.
Raramente um corpo está sob ação de uma única força, normalmente são várias atuando. Em física, comumente não consideramos todas as forças, mas uma só: usamos a Força resultante. Ela é a somatória de todos os vetores das outras forças (não é uma soma simples, ou seja, nem sempre trata-se simplesmente de fazer adições).
- Força na mesma direção e sentido: somam-se os vetores
- Força na mesma direção e sentidos opostos: subtrai-se os vetores (maior pelo menor)
- Se as forças são perpendiculares: usa-se pitágoras para encontrar a Força Resultante!
- Se as forças formarem ângulos quaisquer: usa-se a lei dos cossenos.
Mais um pouco sobre forças
Podemos dividir as forças em classes:
- Contato (Os corpos estão se tocando)
- Campo (magnética, elétrica e gravitacional – onde não há contato – a força é exercida à distância)
Podendo ser:
- Forças internas (Num mesmo corpo, as forças internas são as atômicas, moleculares)
- Externas (Vindas de outros objetos que tocam o corpo)
Principais forças da dinâmica:
Força peso: Força da gravidade! Ela é calculada ao multiplicarmos a massa (Kg) pela gravidade (m/s²). Essa força existe sempre, a não ser que o corpo esteja muito afastado no universo.
F = m.g
ATENÇÃO! A massa não muda, a gravidade sim. Uma pessoa tem a mesma massa de 70kg na terra ou na Lua. Mas o peso dela irá variar, afinal na terra a gravidade é 9,8 m/s² e na lua a gravidade é 1,62 m/s².
Força normal: Força de interação entre superfícies. Só age quando há contato. Nem sempre ela é contrária ao peso. Ela é sempre perpendicular à superfície! Nem sempre se anulam também. Ex.: No plano inclinado, ela é perpendicular ao plano, que é a superfície e não anula a força peso.
É válido ainda citar a força de tração (envolve um fio – corda/cabo – tensionado, onde há tração, pois se puxa), a força elástica e a força de atrito (que é oposta ao movimento). Agora sim podemos estudar as 3 leis de Newton!
Quais as três leis de Newton?
Com certeza alguma questão de física na prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias será sobre uma ou sobre as 3 leis de Newton.
Primeira Lei de Newton
Ela também conhecida como Lei da Inércia.
Vejamos seu princípio: Todo corpo que esteja em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (movendo-se em trajetória reta com velocidade vetorial constante), tende a continuar nestes estados se a força resultante que age sobre ele for nula.
ATENÇÂO: Pode haver forças atuando sobre o corpo que está em repouso ou em MRU (Movimento Retilíneo Uniforme), mas a força resultante é zero.
Em poucas palavras isso quer dizer que se o corpo está em repouso (não está se movimentando considerando um dado referencial) ele tende a continuar assim, e se está com velocidade constante numa trajetória retilínea (sem fazer curva) também tende a continuar assim.
Segundo a inércia a matéria se opõe ao vetor velocidade. Por exemplo, você está no carro a 60km/h. Se o carro freia seu corpo se opõe e tende a continuar a velocidade. Por isso você é tende para frente, pois também está a 60km/h. Sendo assim, é errado dizer que foi impulsionado.
É possível perceber isso num corpo que se opõe a curva. Já notou que você tomba para o lado contrário ao da curva?
Segunda lei de Newton:
Vamos entender agora a segunda dentre as 3 leis de Newton, também conhecida como Princípio Fundamental da Dinâmica.
Ela possui uma fórmula que é bem simples. A Força Resultante (N) é igual à massa (kg) multiplicada pela aceleração (m/s²).
F = m.a
Entenda ainda o equilíbrio de um corpo: nada mais é do que a situação na qual a resultante das forças que atuam sobre ele é nula. Então ele permanece como está, parado ou com velocidade constante.
Temos uma lista de exercícios sobre a segunda lei de Newton para testar os seus conhecimentos sobre o assunto, clique aqui para conferir.
Terceira lei de Newton:
Esta é a última dentre as 3 leis de Newton. Trata-se da lei de Ação e Reação.
Em síntese ela se resume assim: Sempre que um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, este reage exercendo em A uma mesma força, de mesma intensidade e direção, porém de sentido contrário.
As forças agem em pares, pois a força aplicada é também “sentida”, ela retorna. A força com que um boxeador golpeia um saco de areia é a mesma força que o saco de areia devolve na mão do boxeador.
A força é igual em módulo (Newton), mas os sentidos são contrários. A natureza delas é a mesma (ambas de contato ou ambas de campo – não havendo a possibilidade de uma força ser exercida por contato e a reação ser de campo e vice versa).
ATENÇÃO: As forças de Ação e Reação não se equilibram de jeito nenhum, a resultante não é zero, pois elas se dão em corpos diferentes, e para haver equilíbrio o corpo tem que ser o mesmo.
Ex.: A força do boxeador está no saco de areia e a do saco de areia na mão do boxeador.
E mais: A força gravitacional entre planetas de massas diferentes é a mesma em módulo e direção, sendo somente o sentido oposto. Logo, a força que o Sol faz na Terra é a mesma força que a Terra faz no Sol.
Mais um detalhe: A força peso e a normal não formam um par de ação e reação!
Gostou de ter visto esta parte introdutória sobre as 3 leis de Newton? Não se esqueça de aprofundar!
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