A LEIS DE NEWTON

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UNIP – Universidade Paulista

Engenharia – Ciclo Básico

1º semestre de 2014

LEIS DE NEWTON

Orientador: Professor Rochedo

Objetivo:

O nosso trabalho tem como objetivo, explicar os princípios das 3 leis de newton demonstrando com pequenos experimentos, modelos e exercícios.

Introdução do Conteúdo:

Isaac Newton, nascido em Woolsthorpe, em 4 de janeiro de 1643, foi físico e matemático e descreveu as leis que explicam vários comportamentos relativos aos movimentos dos corpos. Newton é o autor de PhilosophiaeNaturalis Principia Mathematica, obra na qual ele descreve a Lei da Gravitação Universal e as leis dos movimentos – Leis de Newton.

Lei I: Todo corpo continua em seu estado de repouso, ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja compelido a alterar aquele estado por forças sobre ele impressas.

Lei ll: A alteração da quantidade de movimento é proporcional a força motora impressa e se dá na direção da linha reta na qual aquela força é impressa.

Lei lll: A toda ação há sempre oposta uma reação igual, ou, as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas a partes opostas.

A PRIMEIRA LEI DE NEWTON

Lei l – Todo corpo continua em seu estado de repouso, ou de movimento uniforme em linha reta a menos que seja compelido a alterar aquele estado por forças sobre ele impressas.

A primeira lei de Newton, ou lei da inércia, diz que a tendência dos corpos, quando nenhuma força é exercida sobre eles, é permanecer em seu estado natural, ou seja, repouso, ou movimento retilíneo e uniforme,

Em outras palavras podemos dizer, que quando os corpos não tem estímulos ou forças aplicadas, eles tentem a ficar em seu estado natural, em movimento ou repouso.

O estudo da causa do movimento dos corpos é algo que tem fascinado e aguçado a curiosidade de muitos, desde os tempos de Aristóteles. Aristóteles viveu por volta do século IV a.C, e com base em seus estudos acerca da natureza do movimento dos corpos, concluiu que um corpo só se movimenta se uma força estiver sendo aplicada sobre ele. Sendo assim, segundo sua proposição, para empurrar um caixote de madeira de um lugar a outro, o movimento prevalece somente se uma força estiver atuando diretamente no caixote, ou seja, enquanto ele estiver sendo empurrado. Outros cientistas também procuraram estabelecer leis físicas que descrevessem os movimentos dos corpos. Dentre estes, podemos citar Galileu Galilei e Isaac Newton.

As interpretações acerca dos movimentos feitas por Aristóteles perduraram até o renascimento (século XVII) quando Galileu, através de um método baseado em experimentação, propôs ideias que revolucionaram o que se pensava até então sobre a causa do movimento dos corpos. Realizando uma série de experiências, Galileu observou que quando um caixote sobre o solo é empurrado, além da força para deslocar o caixote de uma posição para outro, existem outras forças atuantes, porém estas se opões ao movimento do corpo. Essas forças contrárias ao movimento são devido à resistência encontrada pelo corpo em contato com o ar que circunda e o atrito com o solo. Logo a partir de experimentações e reflexões sobre o que vinha sendo seu objeto de estudo, Galileu chegou a conclusão de que se caso não houvesse forças contrárias ao movimento do caixote,se fosse possível eliminar a força de resistência do ar e a força do atrito com o soloele não cessaria o movimento, ou seja, continuaria se movendo infinitamente em movimento retilíneo e com velocidade constante depois de iniciado o movimento. Esse fato contraria o que pensava Aristóteles, que dizia que quando não existisse força aplicada no objeto, consequentemente sua tendência seria voltar para o seu estado de repouso.

Alguns anos mais tarde, Newton com base nas ideias de Galileu, estabelece a primeira lei do movimento, também conhecida com Lei da Inércia.

Qualquer corpo permanece no estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme se a resultante das forças que atuam sobre esse corpo for nula.

Assim, se o corpo estiver em repouso continuará em repouso, se estiver em movimento, continuará o seu movimento em linha reta com velocidade constante.

Veja alguns exemplos:

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Ao puxar bruscamente, a cartolina acelera e a moeda cai dentro do copo

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Quando o cavalo freia subitamente, o cavaleiro é projetado.

Veja o exemplo acima do cavalo e do cavaleiro.

Quando o cavalo para subitamente, o cavaleiro que estava em movimento tende a continuar em movimento, logo este é lançado para frente.

O exemplo, ilustra bem a importância do uso do cinto de segurança quando andamos de automóvel.

Se os passageiros estiverem soltos no interior do automóvel, qualquer movimento brusco, como o de uma travagem ou um choque acidental, o automóvel irá parar subitamente, e os passageiros serão projetados, tendendo a continuar o movimento que possuíam antes.

Já no exemplo do copo, se colocarmos um pedaço de cartolina sobre um copo, e sobre a cartolina uma pequena moeda, ao darmos um puxão na cartolina, observamos que a moeda cai dentro do copo, pois seu corpo estava em repouso.

De acordo com a Primeira Lei de Newton, sabemos que uma partícula em repouso (parada) permanecerá em repouso; e uma partícula em movimento permanecerá em movimento, com velocidade constante, até que uma força externa atue sobre elas. Portanto, essa lei diz que uma partícula isolada está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme.

Quando estamos enunciando a lei da inércia, ou seja, a Primeira Lei de Newton, temos que indicar ao que ou a quem está sendo referido o movimento do corpo livre em movimento. Temos a possibilidade de admitir que o movimento do corpo é relativo a um observador (ele próprio), a uma outra partícula ou a um sistema livre. Para o sistema livre, o móvel não sofre interação com o restante do universo.

Esse observador é dito um observador inercial e o sistema de referência que ele utiliza recebe o nome de sistema inercial de referência.