Leis do Movimento de Newton
O estudo da cinemática (movimento 1D e 2D) tratava de descrever como as coisas se movem, dos deslocamentos à velocidade e à aceleração. No entanto, quando Newton começou a fazer seu trabalho, ele se preocupou em explicar por que as coisas se movem dessa maneira. Ele conseguiu isso definindo suas três leis do movimento. Eles usam o conceito de força (empurrar ou puxar) para explicar o movimento que observamos no mundo ao nosso redor. Vamos dar uma olhada em cada uma das leis do movimento, uma por uma.
Primeira Lei de Newton
A primeira lei de Newton diz que um objeto em movimento permanecerá em movimento, a uma velocidade constante e em linha reta, a menos que seja influenciado por uma força desequilibrada (ou líquida).
O que isto significa? Bem, tendemos a pensar nas forças como coisas que mantêm os objetos em movimento. Para manter um carrinho de compras em movimento, parece que você precisa continuar empurrando-o e aplicando uma força. No entanto, de acordo com Newton, isso não é verdade. Quando você solta um carrinho de compras, ainda há uma força agindo sobre ele: a força da fricção. Se você empurra um carrinho de compras no espaço e depois o solta, ele continuará em linha reta, a uma velocidade constante, para sempre. É a força desequilibrada de atrito que o faz parar quando você o empurra ao longo do solo na Terra.
Graças à primeira lei de Newton, sabemos que se compararmos as forças que atuam sobre um objeto em cada direção, podemos descobrir se o movimento permanecerá o mesmo ou se mudará. Se as forças estiverem equilibradas, um objeto estacionário permanecerá estacionário e um objeto em movimento continuará se movendo na mesma velocidade. Se as forças estiverem desequilibradas, o objeto irá acelerar, o que significa que irá desacelerar ou acelerar.
Por exemplo, se houver mais força à esquerda do que à direita, o objeto terá uma aceleração apontando para a esquerda.
Segunda Lei de Newton
A segunda lei de Newton está relacionada à primeira lei, mas nos diz exatamente quanta aceleração obtemos por causa do desequilíbrio dessas forças. Diz que a aceleração de um objeto é proporcional à força resultante sobre esse objeto e inversamente proporcional à massa do objeto. Isso pode ser escrito como uma equação semelhante a esta:
F = ma
Aqui, F é a força resultante no objeto medida em newtons (N), m é a massa do objeto medida em quilogramas (kg) e a é a aceleração desse objeto medida em metros por segundo ao quadrado (m / s .
Isso significa que um objeto com uma massa maior (mais pesado) requer uma força maior para acelerá-lo. Isso também significa que quanto maior a força desequilibrada (ou líquida), mais aceleração ocorrerá. É uma equação que podemos usar para resolver muitos problemas.
Terceira Lei de Newton
Finalmente, a terceira lei de Newton é um pouco diferente das outras e é independente. A terceira lei de Newton pode ser resumida pela famosa frase: ‘Cada ação tem uma reação igual, mas oposta.’ Mas isso parece meio vago – podemos ser um pouco mais específicos do que isso. A melhor maneira de dizer isso é a seguinte:
Se o corpo A aplica uma força ao corpo B, o corpo B aplica uma força igual, mas oposta, de volta ao corpo A.
Isso significa que se você empurrar uma mesa com uma força de 3 N, a mesa o empurra de volta com a força de 3 N. Isso pode parecer estranho, porque as pessoas se perguntam como qualquer coisa pode se mover em qualquer lugar com essa lei. No entanto, você e a mesa são bastante diferentes um do outro. Você tem diferentes massas e diferentes níveis de aderência ao solo. Você também é capaz de se mover porque pode empurrar levemente a Terra em uma direção enquanto se move na outra. Esse empurrão não afeta a rotação da Terra de forma perceptível, mas é o suficiente para permitir que você se mova.
Pense da seguinte maneira: se você estiver dirigindo na estrada e uma mosca for esmagada no seu para-brisa, você e a mosca sentirão uma força dada pela equação F = ma . O carro tem grande massa e sofre uma pequena aceleração. A mosca tem uma massa pequena e sofre uma grande aceleração. No entanto, a força que você sente é exatamente a mesma. Só porque a força é a mesma, não significa que os dois objetos sentem a mesma aceleração.
Resumo da lição
Nesta lição, resumimos as famosas leis do movimento de Newton, que explicam como o movimento é causado por forças – empurra ou puxa. A primeira lei de Newton nos diz que um objeto permanecerá se movendo a uma velocidade constante e em linha reta, a menos que as forças sobre ele sejam desequilibradas. Isso significa que, ao contrário da crença popular, você não precisa aplicar força para manter algo em movimento, a menos que esteja superando o atrito (por exemplo, ao empurrar um carrinho de compras).
A segunda lei de Newton nos diz quanta aceleração é produzida quando as forças estão desequilibradas. Ele nos diz que a força resultante (ou desequilibrada) é igual à massa do objeto vezes sua aceleração. Finalmente, a terceira lei de Newton nos diz que se você aplicar força a um objeto (e ação), ela aplica uma força igual, mas oposta, de volta a você (uma reação).