Trelatorio De Fisica

Resumo

A primeira lei de Newton afirma que, se nenhuma força é exercida sobre um corpo, um corpo em repouso vai per¬manecer em repouso, e um corpo em movimento uniforme em linha reta manterá esse movimento.

A primeira lei de Newton define um sistema de referência inercial, que é um referencial no qual é válida a primeira lei de Newton.

A segunda lei de Newton afirma que a aceleração de um corpo é diretamente proporcional à força resultante agindo so¬bre o corpo e inversamente proporcional à massa do corpo. Assim, a força resultante sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo e de sua aceleração,

O peso de um corpo é igual ao produto de sua massa (uma grandeza escalar) pelo módulo da aceleração de queda livre, ou

Se a aceleração de um corpo é nula, então o corpo está em equilíbrio, com as equações apropriadas sendo

A terceira lei de Newton afirma que, se dois corpos interagem, a força exercida sobre o corpo 1 pelo corpo 2 é igual em módulo, mas oposta em direção à força exercida sobre o corpo 2 pelo corpo 1. Assim, uma força isolada não pode existir na natureza.

I. Introdução

Isaac Newton (1642-1727) foi umfísico e matemático inglês, foi um dos cientistas mais brilhantes na história. Antes dos 30 anos, formulou os conceitos e leis bási¬cos da mecânica, descobriu a lei da gravitação universal e inventou os métodos matemáticos do cálculo. Como conseqüência de suas teorias, Newton foi capaz de explicar os movimentos dos plane¬tas, a subida e descida das marés, e muitas características especiais dos movimentos da Lua e da Terra. Ele também interpretou muitas observações fundamentais relativas à natureza da luz. Suas contribuições para as teorias físicas dominaram o pensamento científico por dois séculos e permanecem importantes hoje em dia.

Figura - Isaac Newton (1642-1727)

Três princípios fundamentais, chamados Leis de Newton do Movimento, constituem a base da mecânica. Sir Isaac Newton (1642-1727) apresentou estes princípios ao mundo em seu livro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural) publicado em 1686 e referido geralmente como Principia.

Aplicamos a segunda lei de Newton para determinar o movimento de um objeto. Para achar a força resultante , precisamos de algum modo obter as forças individuais exercidas sobre o objeto. Necessitamos de leis de força. Uma lei de força é uma expressão ou regra que permite determinar a força sobre um objeto em termos das propriedades do mesmo e do seu ambiente. A Equação: , que dá a força gravitacional sobre (ou o peso de) um objeto na superfície da Terra ou próximo dela, é um exemplo de lei de força. A combinação das leis de força com as leis de Newton do movimento constituem a chamada mecânica newtoniana, ou mecânica clássica.

Está claro agora o processo para predizer o movimento de qualquer objeto. A partir das propriedades do objeto e seu ambiente, utilizam-se as leis de força para obter as forças individuais sobre o objeto; estas forças são então somadas para produzir a força líquida, ou força resultante. A aceleração do objeto é então determinada pela segunda lei de Newton:

Figura – Livro de Newton

(I-1)

Conhecidas a posição e a velocidade de um objeto em determinado instante, podemos aplicar os métodos da cinemática para calcular a velocidade e a posição como funções do tempo. Em princípio, desde que sejam conhecidas todas as forças, o movimento pode ser determinado com exatidão.

As leis de Newton do movimento implicam que as condições futuras de um objeto ficam completamente determinadas por suas condições presentes, e estas, por sua vez, ficam completamente determinadas pelas condições passadas. Isto vale para todo objeto no universo. As leis de Newton sugerem que a evolução de eventos no universo é um desdobrar de condições determinadas a partir de algum começo. Esta idéia tem tido grande influência sobre a filosofia, religião e o conceito de livre-arbítrio. Depois que Newton apresentou ao mundo suas leis do movimento, surgiu um ramo do pensamento filosófico chamado determinismo mecanicista. Esta visão do universo foi sintetizada nas palavras de Pierre Simon de Laplace (1749-1827):

Se a uma inteligência fosse dado conhecer, por um instante, todas as forças que animam a natureza e as condições de todos os objetos que a compõem, e se ela fosse também capaz de analisar esses dados, então esta inteligência englobaria em uma única fórmula os movimentos dos maiores corpos do universo, assim como os do menor átomo; futuro e passado estariam presentes diante de seus olhos.

Na verdade, a mecânica clássica é geralmente considerada como uma das teorias mais bem-sucedidas de toda a ciência. Utilizando esta teoria, os enge¬nheiros colocaram astronautas na Lua e enviaram naves aos confins do sistema

solar

. Com precisão milimétrica, os astrônomos podem predizer acontecimentos celestiais com décadas de antecipação. Entretanto, a mecânica clássica tem limita¬ções. Não se aplica a pequenos objetos como átomos ou outros ainda menores. Devemos então apelar para a mecânica quântica. Com a mecânica quântica, já não podemos predizer todas as grandezas mecânicas com um grau desejado de precisão, nem mesmo em princípio. A base do determinismo mecanicista se evapora.

Outra limitação da mecânica clássica diz respeito a um objeto deslocando-se com velocidade próxima da velocidade da luz, ou a um evento nas proximidades de um grande corpo, como uma estrela grande e densa. Em tais casos, devemos apelar para a teoria da relatividade de Einstein.

Durante as décadas de 1970 e 1980, e até o presente momento, surgiu um novo campo de estudo relacionado com o conceito de determinismo mecanicista: é a teoria do caos. O caos pode vir a tornar-se um novo ramo da ciência, situado entre a matemática e a física. Sua origem e desenvolvimento vêm sendo acompa¬nhados pela utilização crescente dos computadores na ciência. A teoria do caos mostrou-nos que uma equação determinística, como a segunda lei de Newton, pode produzir resultados não-determinísticos. Como proporciona uma nova ma¬neira de usar as leis de Newton para abordar importantes problemas, a teoria do caos vem despertando renovado interesse na mecânica