Leis de Newton

Rosimar Gouveia

As Leis de Newton são os princípios fundamentais usados para analisar o movimento dos corpos. Juntas, elas formam a base da fundamentação da mecânica clássica.

As três leis de Newton foram publicadas pela primeira vez em 1687 por Isaac Newton (1643-1727) na obra de três volumes "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica).

Isaac Newton foi um dos mais importantes cientista da história, tendo deixado importantes contribuições, principalmente na física e na matemática.

Isaac Newton

Primeira Lei de Newton

A Primeira Lei de Newton é também chamada de "Lei da Inércia" ou "Princípio da Inércia". Inércia é a tendência dos corpos de permanecerem em repouso ou em movimento retilíneo uniforme (MRU).

Assim, para um corpo sair do seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme é necessário que uma força passe a atuar sobre ele.

Portanto, se a soma vetorial das forças for nula, resultará no equilíbrio das partículas. Por outro lado, se houver forças resultantes, produzirá variação na sua velocidade.

Quanto maior for a massa de um corpo maior será sua inércia, ou seja, maior será sua tendência de permanecer em repouso ou em movimento retilíneo uniforme .

Para exemplificar pensemos num ônibus em que o motorista, que está numa determinada velocidade, se depara com um cão e rapidamente, freia o veículo.

Nesta situação a tendência dos passageiros é continuar o movimento, ou seja são jogados para frente.

Primeira lei de Newton
Como o cavalo parou bruscamente, por inércia, o cavaleiro foi arremessado.

Segunda Lei de Newton

A Segunda Lei de Newton é o "Princípio Fundamental da Dinâmica" . Nesse estudo, Newton constatou que a força resultante (soma vetorial de todas as forças aplicadas) é diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa:

pilha F com R subscrito com seta para a direita acima igual a m espaço. espaço a com seta para a direita sobrescrito

Onde:

pilha F com R subscrito com seta para a direita acima: resultante das forças que agem sobre o corpo
m: massa do corpo
a com seta para a direita sobrescrito: aceleração

No Sistema Internacional (SI) as unidades de medida são:F(força) é indicada em Newton(N); m(massa) em quilograma (kg) e a (aceleração adquirida) em metros por segundo ao quadrado (m/s²).

Lei de Newton

Importante ressaltar que a força é um vetor, ou seja, possui módulo, direção e sentido.

Dessa forma, quando várias forças atuam sobre um corpo, elas se somam vetorialmente. O resultado desta soma vetorial é a força resultante.

A seta acima das letras na fórmula representa que as grandezas força e aceleração são vetores. A direção e o sentido da aceleração serão os mesmos da força resultante.

Terceira Lei de Newton

A Terceira Lei de Newton é chamada de "Lei da Ação e Reação" ou "Princípio da Ação e Reação" no qual toda força de ação é correspondida por uma força de reação.

Dessa maneira, as forças de ação e reação, que atuam em pares, não se equilibram, uma vez que estão aplicadas em corpos diferentes.

Lembrando que essas forças apresentam a mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos.

Para exemplificar, pensemos em dois patinadores parados um de frente para o outro. Se um deles der um empurrão no outro, ambos irão se mover em sentidos opostos.

Lei de Newton
A reação a saída dos gases faz com que o foguete se movimente

Mapa mental

No mapa mental abaixo temos os principais conceitos envolvidos nas três leis de Newton.

Mapa mental Leis de Newton

Exercícios Resolvidos

1) UERJ - 2018

Em um experimento, os blocos I e II, de massas iguais a 10 kg e a 6 kg, respectivamente, estão interligados por um fio ideal. Em um primeiro momento, uma força de intensidade F igual a 64 N é aplicada no bloco I, gerando no fio uma tração TA. Em seguida, uma força de mesma intensidade F é aplicada no bloco II, produzindo a tração TB. Observe os esquemas:

Questão UERJ 2018

Desconsiderando os atritos entre os blocos e a superfície S, a razão entre as trações T com A subscrito sobre T com B subscrito corresponde a:

a parêntese direito 9 sobre 10

b parêntese direito espaço 4 sobre 7

c parêntese direito espaço 3 sobre 5

d parêntese direito espaço 8 sobre 13

Confira no vídeo abaixo a resolução desta questão.

Alternativa c: 3 sobre 5

2) UFRJ - 2002

A figura abaixo mostra um sistema constituído por fios inextensíveis e duas roldanas, todos de massa desprezível. A roldana A é móvel, e a roldana B é fixa. Calcule o valor da massa m1 para que o sistema permaneça em equilíbrio estático.

Questão UFRJ 2002

Como a roldana A é móvel , a força de tração que equilibra a força peso será dividida por dois, assim a força de tração em cada fio será metade da força peso. Portanto a massa m1 deverá ser igual a metade de 2kg.
Assim m1 = 1 kg

3) UERJ - 2011

No interior de um avião que se desloca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade constante de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro.

UERJ 2011

O copo, ao cair, atinge o piso do avião próximo ao ponto indicado pela seguinte letra:

a) P
b) Q
c) R
d) S

Alternativa c: R

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Rosimar Gouveia
Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.