Sir Isaac Newton
Você sabe que deve ser especial se fizer dois aniversários! Um desses indivíduos especiais foi Sir Isaac Newton , um matemático e físico inglês. Ele nasceu em 25 de dezembro de 1642. Não, espere; era 4 de janeiro de 1643. Na verdade, ele nasceu nas duas datas. E não foi devido a algum tipo de re-despertar espiritual. Foi porque a Inglaterra protestante usava o calendário juliano, enquanto o resto da Europa adotava o calendário gregoriano. Eh, tanto faz.
Newton foi uma criança brilhante que frequentou a faculdade para estudar matemática e física. Mas uma praga varreu a Inglaterra e as faculdades foram fechadas. Então o pobre Newton teve que vagar de volta e estudar em casa. Infelizmente, ele não fez muito como resultado disso. Ele só conseguiu fazer descobertas no campo da ótica, inventar um campo matemático inteiramente novo (o do cálculo) e desenvolver três leis do movimento que mudaram o mundo - você sabe, coisas normais do tipo estudante universitário em descanso .
Primeira Lei do Movimento de Newton
- A primeira lei do movimento de Newton afirma que um corpo permanece em repouso ou continua em movimento uniforme em linha reta, a menos que haja ação de uma força.
Pensando nisso, Newton sabia que algo deveria puxar nossa lua em direção à Terra, ou seja, se nenhuma força alterasse o movimento da lua, ela continuaria em linha reta e voaria para o espaço. Se não tivéssemos lua, isso realmente bagunçaria toda a coisa de lobisomem.
De qualquer forma, os pensamentos de Newton apontam para o fato de que a lua gira em torno de nossa Terra porque a Terra a atrai por meio de alguma força. Newton percebeu que era a gravidade que era essa força.
Segunda Lei do Movimento de Newton
- A segunda lei do movimento de Newton afirma que a força resultante, F, em um corpo é igual à sua aceleração, a, multiplicada por sua massa, m. Em outras palavras, F = ma.
A massa na segunda lei do movimento não é a mesma coisa que peso. Massa é uma medida da quantidade de matéria que constitui um objeto. O peso de um objeto é na verdade a força que a gravidade da nossa Terra exerce sobre esse objeto. Flutuando no espaço longe da Terra, você não teria peso, apesar de ter a mesma quantidade de matéria que tem agora na Terra.
Terceira Lei do Movimento de Newton
- A terceira lei do movimento de Newton diz que quando um corpo exerce uma força em um segundo corpo, o segundo corpo exerce uma força igual e oposta de volta ao primeiro corpo.
Mas Newton também percebeu que a força entre dois corpos depende de suas massas e da distância entre eles.
À medida que o quadrado da distância entre dois objetos aumenta, a força da gravidade diminui. Essa relação é chamada de relação quadrada inversa. Por exemplo, se a distância da Terra à lua dobrasse, a força gravitacional entre a Terra e a lua diminuiria em 4, porque 2 ao quadrado é igual a 4.
Lei da Gravidade de Newton
Sabendo o que é massa e o que é uma relação inversa ao quadrado, você pode resumir a lei da gravidade de Newton à equação mostrada na tela.
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Nessa equação, F é a força da gravidade entre dois objetos, um de massa M e outro de massa m. R pequeno é a distância entre os centros desses dois objetos, e grande G é conhecido como constante gravitacional. A constante gravitacional é um número que depende das unidades que usamos para massa, força e distância. A razão de haver um sinal de menos na equação é porque a força da gravidade é atrativa, o que significa que pouco r tende a diminuir.
Em resumo, a lei da gravitação universal de Newton afirma que a força da gravidade que atrai dois objetos um ao outro é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado de sua distância um do outro. Em termos muito simples, conforme a distância entre dois objetos aumenta, a força da gravidade diminui e vice-versa. À medida que a massa de um ou ambos os objetos aumenta, a força da gravidade aumenta e vice-versa.
Newton e movimento orbital
Então, agora sabemos por que a lua não voa para o espaço. É graças à gravidade! Mas por que a lua não voa para a Terra, então, por causa dessa mesma gravidade?
Pense no movimento orbital de nossa lua como uma forma de queda. Conforme a lua orbita a Terra, ela está caindo, ou sendo acelerada, em direção ao centro da Terra. Mas está viajando tão rápido que não pode realmente atingir a Terra.
O exemplo clássico da bala de canhão ajudará a explicar o que quero dizer. Pense em um grande canhão disparando uma bala de canhão do topo de uma montanha muito alta na Terra. Se você carregar o canhão com uma pequena quantidade de pólvora, a bala não irá muito longe antes de cair de volta na Terra. Mas se você carregar o canhão com uma tonelada de pólvora, a bala irá tão rápido que nem atingirá o solo.
Isso porque, enquanto a gravidade da Terra puxará a bala de canhão em direção ao centro da Terra, a superfície da Terra se curvará para longe da bala de canhão na mesma taxa que cai quando viaja muito rápido. Isso significa que a bala de canhão 'erra' a Terra ao cair em sua direção por causa de sua alta velocidade e da curvatura da própria Terra.
Resumo da lição
Sir Isaac Newton foi um matemático e físico inglês cujas leis do movimento são muito famosas!
- A primeira lei do movimento de Newton afirma que um corpo permanece em repouso ou continua em movimento uniforme em linha reta, a menos que haja ação de uma força.
- A segunda lei do movimento de Newton afirma que a força resultante, F, em um corpo é igual à sua aceleração, a, multiplicada por sua massa, m. Em outras palavras, F = ma.
A massa na segunda lei do movimento não é a mesma coisa que peso. Massa é uma medida da quantidade de matéria que constitui um objeto.
- A terceira lei do movimento de Newton diz que quando um corpo exerce uma força em um segundo corpo, o segundo corpo exerce uma força igual e oposta de volta ao primeiro corpo.
A lei da gravitação universal de Newton afirma que a força da gravidade que atrai dois objetos um ao outro é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado de sua distância um do outro.
Resultados de Aprendizagem
Depois de assistir a esta lição, você deve estar pronto para:
- Descreva as três leis do movimento de Newton e sua lei da gravitação universal
- Diferencie massa de peso
- Lembre-se das equações para a segunda lei de Newton e a lei da gravitação universal