Leis de Newton
Autor: astronomia e conhecimento | Publicado: 2009-06-16T12:21:00-07:00

As leis de Newton são as leis que descrevem o comportamento de corpos em movimento, formuladas por Isaac Newton.História;Isaac Newton publicou estas leis em 1687, no seu trabalho de três volumes intitulado Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. As leis explicavam vários comportamentos relativos ao movimento de objetos físicos.Newton usando as três leis, combinadas com a lei da gravitação universal, demonstrou as Leis de Kepler, que descreviam o movimento planetário. Essa demonstração foi a maior evidência a favor de sua teoria sobre a gravitação universal.Formulação originalA Primeira Lei de Newton, ou Princípio da Inércia é uma das leis da Física.A partir das ideias de inércia de Galileu, Isaac Newton enunciou a sua Primeira Lei:    "Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo e uniforme, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças a ele impressas."Esse enunciado também pode ser deduzido da Segunda Lei:\mathbf{F}= m. \mathbf{a}Se \mathbf{F} = 0 , existem duas opções: ou a massa do corpo é zero ou sua aceleração. Obviamente como o corpo existe, ele tem massa, logo a sua aceleração é que é zero, e consequentemente, a sua velocidade é constante.No entanto, o verdadeiro potencial da Primeira Lei evidencia-se quando se envolve o problema dos referenciais:    "Se um corpo está em equilíbrio, isto é, a resultante das forças que agem sobre ele é nula, é possível encontrar ao menos um referencial, denominado inercial, para o qual este corpo está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme."Essa reformulação melhora muito a utilidade da primeira lei de Newton. Para exemplificar tomemos um carro. Enquanto o carro faz uma curva, os passageiros têm a impressão de estarem sendo "jogados" para fora da curva. É o que chamamos de força centrífuga. Se os passageiros possuírem algum conhecimento de Física tentarão explicar o fenômeno com uma força. No entanto, se pararem para refletir, verão que tal força é muito suspeita. Primeiro: ela produz acelerações iguais em corpos de massas diferentes. Segundo: não existe lugar nenhum onde a reação dessa força esteja aplicada, contrariando a 3ª Lei de Newton. Como explicar a misteriosa força?O erro dos passageiros foi simples: eles não escolheram um referencial inercial. Logo, obviamente as leis de Newton falhariam, pois estas só valem nestes referenciais. Se um referencial inercial fosse escolhido, como um observador do lado de fora do carro, nada de anormal seria visto, apenas os passageiros tentando manter sua trajetória em linha reta e o carro forçando-os a virar. Quem estava sob ação de forças era o carro.Muitos outros exemplos existem de forças misteriosas que ocorrem por tomarmos referenciais não-inerciais, podemos citar, além da força centrífuga, as forças denominadas de Einstein, e a força de Coriolis.Então é importante lembrar: A importância da primeira lei de Newton é estabelecer um referencial no qual a segunda lei de Newton seja válida. Tal referencial é denominado de referencial inercial.Princípio da física (dinâmica) enunciado pela primeira vez por Galileu Galilei e desenvolvido mais tarde por Isaac Newton, que descreve o movimento dos corpos desprezando o efeito do atrito:    "Se um corpo se deslocar em linha reta com uma certa velocidade, continuará indefinidamente em movimento na mesma direção e com a mesma velocidade se nenhuma força agir sobre ele."O principio da inércia explica o que acontece para que os copos e pratos sobre uma toalha possam continuar sobre a mesa se a toalha for puxada abruptamente. Entendemos que se os pratos copos e talheres estiverem em repouso sobre a mesa, estes vão permanecer eternamente em repouso até que algo aconteça para movê-los de lá. Com o puxão da toalha de maneira correta, não se consegue imprimir força suficiente para que os corpos entrem em movimento, então eles permanecem em seus lugares.O princípio da inércia nasceu em experiências com bolas metálicas descendo por um plano inclinado, passando depois por uma superfície horizontal e finalmente subindo um outro plano inclinado.Ao diminuir a inclinação deste último, sucessivamente, Galileu notou que a esfera percorria distâncias cada vez maiores, atingindo quase a mesma altura. Inferiu então que, na ausência de atrito, se a inclinação do último plano fosse nula, ou seja, ele fosse horizontal, a esfera rolaria infinitamente. Dessa forma, mostrou a necessidade de se ir além da experiência, para buscar as leis mais gerais do movimento.A segunda Lei de Newton (também denominada Lei Fundamental da Mecânica/Dinâmica), é o segundo princípio consiste em que todo corpo em repouso precisa de uma força para se movimentar e todo corpo em movimento precisa de uma força para parar. O corpo adquire a velocidade e sentido de acordo com a força aplicada. Ou seja, quanto mais intensa for a força resultante, maior será a aceleração adquirida pelo corpo.Quando uma força resultante atua sobre uma partícula, esta adquire uma aceleração na mesma direção e sentido da força, segundo um referencial inercial. Neste caso a relação entre a causa (força resultante) e o efeito (aceleração) constitui o objetivo principal da Segunda Lei de Newton, cujo enunciado pode ser simplificado assim:Se a força resultante for nula, \vec{F}=0, o corpo estará em repouso (equilíbrio estático) ou em movimento retilíneo uniforme (equilíbrio dinâmico). A força poderá ser medida em Newton se a massa for medida em kg e a aceleração em m/s² pelo Sistema Internacional de Unidades de medidas (S.I).A Terceira Lei de Newton também é conhecida como Lei do Par Acção-Reação.DefiniçãoQuando um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, simultaneamente o corpo B exerce uma força sobre o corpo A de intensidade e direção igual mas em sentido oposto.A força que A exerce em B e a correspondente força que B exerce em A constituem o par ação-reação dessa interação de contato (colisão). Essas forças possuem mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos. Ou seja:Ao aplicarmos a terceira lei de Newton, não podemos esquecer que as forças de ação e reação:    * estão associadas a uma única interação, ou seja, correspondem às forças trocadas entre apenas dois corpos;    * têm sempre a mesma natureza (ambas de contato ou ambas de campo), logo, possuem o mesmo nome (o nome da interação);    * atuam sempre em corpos diferentes, logo, não se anulam.