Leis de Newton Física - Dicas para o ENEM

Leis de Newton

Física

As leis de Newton voltam-se para o movimento e interação entre corpos. Elas são: Inércia, Princípio Fundamental da Dinâmica e Ação e Reação.

O grande legado de Isaac Newton foi explicar uma Física cotidiana, relacionada com os diversos movimentos que ocorrem a todo instante ao nosso redor. A chamada Mecânica newtoniana mostra a relação existente entre uma força e a aceleração produzida por ela. As ideias de Newton sobre o movimento dos objetos foram descritas em sua famosa obra, escrita em latim, Philosophie Naturalis Principia Mathematica – Princípios Matemáticos da Filosofia Natural.

Limites da aplicação das Leis de Newton

Existem limites para a aplicação das chamadas leis de Newton para o movimento. Essas limitações estão relacionadas com a velocidade e dimensões dos corpos em movimento. Caso as velocidades dos objetos sejam muito elevadas, de forma a se aproximarem da velocidade da luz, a mecânica newtoniana deve ser substituída pela teoria da relatividade de Einstein. Se as dimensões dos corpos analisados forem pequenas ao ponto de se aproximarem do tamanho de átomos, a mecânica quântica deverá substituir a mecânica newtoniana.

Leis de Newton

I. Inércia

O pensamento grego que precedeu as ideias newtonianas afirmava que o movimento só poderia ser mantido se houvesse a influência constante de uma força. Para que um objeto possa ter velocidade, faz-se necessária a aplicação de uma força. Se tal força não existir, o corpo é levado para seu estado natural de repouso.

A primeira lei de Newton, denominada de inércia, mostra que o pensamento grego a respeito do movimento dos objetos estava equivocado:

A não ser pela aplicação de uma força, a tendência dos corpos é manter seu estado inicial de repouso ou de movimento retilíneo uniforme.

Newton, fundamentado nas ideias do italiano Galileu Galilei, mostrou que, se um corpo estiver em repouso, a sua tendência natural é manter-se em repouso. Se ele estiver em movimento com velocidade constante, a sua tendência natural é manter o movimento. Essas situações só podem ser alteradas a partir da aplicação de uma força sobre o corpo.

• Exemplos de inércia

A importância do uso do cinto de segurança está no fato de que esse dispositivo impede que o corpo do passageiro de um veículo seja arremessado para frente em uma colisão frontal. Quando o veículo colide, a velocidade dele é drasticamente reduzida, mas, por inércia, a tendência natural do corpo de um passageiro é manter o movimento, por isso, no momento da colisão, o corpo é lançado para frente.

• Massa

A massa de um corpo é a medida quantitativa de sua inércia. Quanto maior a massa de um elemento, maior será a dificuldade imposta por ele ao repouso ou ao movimento. Imagine que um caminhão bitrem e uma motocicleta estejam trafegando em uma avenida na mesma velocidade e que, de repente, os motoristas de ambos os veículos precisem acionar os freios. A motocicleta terá muito mais facilidade para parar por causa do valor muito menor de sua massa quando comparada à massa do bitrem.

II. Princípio Fundamental da Dinâmica

A Segunda lei de Newton para o movimento mostra que as variações de velocidade causadas sobre um corpo em movimento só podem ocorrer a partir da aplicação de uma força:

A força resultante que atua sobre um corpo é fruto do produto da massa do corpo por sua aceleração.

F_R = m.a

• Unidade de medida de força

Segundo o Sistema Internacional de Unidades, a unidade de medida de força é o newton (N). 1 N é a força necessária para acelerar a 1 m/s² um objeto de massa de 1 kg.

• Exemplo de aplicação da 2ª lei de Newton

Determine a aceleração de um objeto de massa igual a 200 g quando ele está submetido à ação de uma força de intensidade 8 N.

Resposta:

A massa deve ser utilizada em quilograma, logo, podemos escrever: 200 g = 0,2 kg.

Aplicando a Segunda lei de Newton, temos:

F_R = m . a

8 = 0,2 . a

a = 8 ÷ 0,2

a = 40 m/s²

III. Ação e reação

A terceira lei de Newton trata da interação entre dois corpos:

Toda ação apresenta uma reação de mesma intensidade, mas de sentido oposto.

As palavras ação e reação, nesse caso, significam forças, ou seja, ao aplicar uma força sobre um determinado corpo, este responderá com outra força de igual valor, mas de sentido oposto. Imagine que alguém dê um tapa em uma mesa. A ação é feita pela mão sobre a mesa, que imediatamente responde com uma reação sobre a mão. Repare que ação e reação são forças que atuam em corpos diferentes.

• A força normal não é reação da força peso

Sempre que um objeto está sobre uma superfície, existirá uma força de sentido oposto ao peso feita pela superfície com a finalidade de equilibrar o sistema. Como a força normal e o peso atuam sobre o mesmo corpo, elas não compõem um par de ação e reação.

Por Joab Silas
Graduado em Física

(Fonte: Brasil Escola - Out/16)