O que é inércia?
Há muito tempo, vivia um cara muito inteligente chamado Galileo Galilei. Galileu foi um grande cientista, com interesses em física, matemática, astronomia e filosofia. Uma de suas contribuições mais importantes para o mundo científico foi uma descoberta que fez sobre objetos em movimento.
Anteriormente, outro cara famoso, Aristóteles, havia dito que havia dois tipos de movimento: natural e não natural. Ele acreditava que o movimento natural ocorria sem uma força – coisas como o sol, a lua e outros tipos semelhantes de objetos no céu se moviam sem nada os empurrando ou puxando. O movimento não natural, então, era o movimento que exigia uma força – algo empurrando ou puxando o objeto para fazê-lo se mover.
Mas Galileu descobriu que isso, de fato, não era correto! Galileu disse que, sim, uma força era necessária para fazer um objeto se mover, mas uma vez que o objeto estivesse se movendo, ele continuaria se movendo mesmo sem nenhuma força agindo sobre ele. Por meio de vários experimentos, ele conseguiu mostrar que todos os objetos têm a tendência de permanecer como estão – em repouso ou em movimento. Esta propriedade é chamada de inércia e não é uma força, mas sim uma propriedade da matéria de resistir às mudanças de movimento.
Portanto, se um objeto está se movendo, ele resiste ao não se mover, e se estiver parado, resiste ao movimento. Isso é inércia! Esta foi uma grande descoberta, de fato. Mas, um pouco depois, outro grande cientista chamado Isaac Newton apareceu (o cara sob a macieira) e refinou a ideia de inércia de Galileu. Galileu estava preocupado em como as coisas se moviam; Newton estava interessado em saber por que as coisas se moviam.
O trabalho de Newton deu ao conceito de inércia de Galileu o status de uma lei científica, sua primeira lei, geralmente chamada de lei da inércia . Esta lei afirma que ‘todo objeto continua em seu estado de repouso ou de velocidade uniforme em linha reta, a menos que seja influenciado por uma força resultante’. Em resumo, objetos em repouso permanecem em repouso e objetos em movimento permanecem em movimento, a menos que uma força mude de estado.
A inércia é uma coisa muito legal. Você conhece aquele famoso truque de puxar uma toalha de mesa debaixo dos pratos em uma mesa? Os pratos não caem da mesa por inércia – eles estão em repouso, então é assim que ficam! Os satélites em órbita permanecem em órbita porque já estão se movendo – nenhuma força age sobre eles para impedi-los de fazê-lo.
Há uma advertência aqui, no entanto. O atrito é uma força que afeta o movimento. Você já experimentou atrito muitas vezes; aquela queimadura que você sente ao deslizar por uma lâmina de metal é o atrito entre sua pele e a lâmina. Quando você esfrega as mãos, há atrito entre elas. Seu carro pára em um sinal vermelho porque seu pé pressiona as peças do freio, criando atrito. O atrito ocorre para sólidos, líquidos e gases e atua na direção oposta à direção do movimento. A quantidade de atrito depende da superfície dos objetos movendo-se uns contra os outros, portanto, é um fator importante no movimento (ou descanso) dos objetos.
O que é missa?
Objetos maiores geralmente são mais difíceis de mover do que objetos menores, certo? Isso ocorre porque objetos maiores tendem a ser mais massivos. Massa , que é uma medida de inércia, é a quantidade de matéria em um objeto. A massa de algo depende da quantidade e do tipo de «material» de que é feito. Chute uma lata vazia e é fácil de mover porque não é muito grande. Mas encha a lata com chumbo e é muito mais difícil colocá-lo em movimento porque o chumbo é muito grande.
Isso também significa que quanto maior a massa de um objeto, mais inércia ele possui. Isso faz sentido porque um objeto feito de mais «coisas» será mais difícil de se mover ou de parar. Você prefere tentar mover um elefante ou um rato? Que tal parar uma semi ou motocicleta em alta velocidade? Tanto o elefante quanto o semi têm mais massa, portanto, têm mais inércia. Seria muito mais fácil mover o mouse e parar a motocicleta porque eles têm menos massa e, portanto, menos inércia.
Tenha cuidado, porém, porque objetos maiores nem sempre são mais massivos. Seu travesseiro é claramente maior do que a bateria do carro, mas a bateria do carro é mais pesada porque é feita de mais ‘coisas’. Essas coisas simplesmente estão embaladas em um espaço menor do que as «coisas» em seu travesseiro.
Uma coisa que a massa não é é o peso. Na Terra, tendemos a usá-los alternadamente, mas o peso é a força sobre um objeto devido à gravidade. Na Terra, eles são semelhantes porque temos uma boa quantidade de gravidade aqui. Mas no espaço, onde a gravidade é mínima, um objeto ainda terá massa, mesmo que não tenha peso. Ele não perderá o material de que é feito (sua massa), mas a força que o puxa para baixo será menor (seu peso). E caso você esteja se perguntando, Newton também tem algumas idéias bem interessantes sobre massa, mas aprenderemos sobre isso em outra lição!
Resumo da lição
Graças ao árduo trabalho de Galileu e Newton, a inércia finalmente teve o que merecer. A inércia é a tendência de os objetos permanecerem como estão – em repouso ou em movimento. A primeira lei do movimento de Newton, freqüentemente chamada de lei da inércia , dá um passo adiante ao afirmar que ‘todo objeto continua em seu estado de repouso ou de velocidade uniforme em linha reta, a menos que seja influenciado por uma força resultante’. Basicamente, isso diz que, a menos que uma força faça com que um objeto se mova, ele permanecerá no lugar ou continuará em movimento a menos que uma força o pare.
E é aqui que o atrito entra em jogo. Fricção , uma força que afeta o movimento, é algo que freqüentemente experimentamos na Terra. Ele impede que seus pés deslizem pelo chão a cada passo que você dá e torna difícil fazer algo se mover em uma superfície áspera. Mas em sua ausência, como no espaço, objetos, como satélites, estão livres para continuar se movendo sem forças incômodas como o atrito que os impede.
A massa , que é a quantidade de matéria em um objeto, está diretamente relacionada à inércia desse objeto. Objetos mais massivos (como elefantes) serão mais difíceis de mover ou parar de se mover, enquanto objetos que são menos massivos (como ratos) serão mais fáceis de se mover ou parar de se mover. Isso ocorre porque objetos mais massivos têm mais inércia, então é preciso mais força para parar ou iniciar seu movimento.
Tenha cuidado para não confundir isso com peso, porque o peso é a força sobre um objeto devido à gravidade. Eles estão relacionados porque objetos com mais massa também terão mais peso. Mas em lugares como o espaço, onde a gravidade é mínima, os objetos terão a mesma massa, mesmo que não pesem mais nada!
Resultados de Aprendizagem
Depois de concluir esta lição, você deve ser capaz de:
- Discuta a inércia e entenda a explicação de Galileu para esta lei
- Repita a primeira lei do movimento de Newton
- Explore a relação entre atrito e inércia
- Diferencie entre massa e peso e descreva o impacto de cada um na inércia