COLÉGIO UNICULTURA
Maria Eduarda Courcouvelis Casadei
DINÂMICA SEGUNDO AS LEIS DE ISAAC NEWTON
GUARULHOS 2022
INTRODUÇÃO
As leis de Newton são um conjunto de três leis que explicam a dinâmica do movimento dos corpos, juntas elas formam as bases da mecânica clássica. Foram criadas por Isaac Newton e publicadas em 1687, em seu livro "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural".
As leis de Newton são: Lei da Inércia, Princípio Fundamental da Dinâmica e Lei da Ação e Reação. Essas leis são usadas para determinar a dinâmica dos movimentos dos corpos.
A Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica) estabelece que a aceleração adquirida por um corpo é diretamente proporcional a resultante das forças que agem sobre ele.
A Segunda lei de Newton explica que força resultante aplicada a um corpo, é igual ao produto da massa da matéria pela aceleração adquirida. Ou seja, a soma da força vetorial sobre um corpo produzirá uma aceleração desse corpo diretamente proporcional ao seu momento linear.
Isso explica o porquê de quando uma força de mesma intensidade é aplicada em corpos de massas diferentes, a aceleração produzida por eles é diferente.
LEI QUE EXPLICA A FORÇA RESULTANTE
A segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica) estabelece que a aceleração adquirida por um corpo é diretamente proporcional a resultante das forças que agem sobre ele
Postulada pelo físico inglês Isaac Newton, a Segunda Lei foi publicada, juntamente com a Primeira Lei de Newton (Princípio da Inércia) e a Terceira Lei de Newton (Princípio da Ação e Reação), em 1687 na obra de três volumes, intitulada
“Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”.
A Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica) afirma que:
“A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é aplicada.”
A Segunda lei de Newton explica que força resultante aplicada a um corpo, é igual ao produto da massa da matéria pela aceleração adquirida. Ou seja, a soma da força vetorial sobre um corpo produzirá uma aceleração desse corpo diretamente proporcional ao seu momento linear.
Desse modo, a aceleração adquirida, após a aplicação da força, terá a mesma direção e sentido da força resultante
Fórmula da Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica) A fórmula matemática da Segunda Lei de Newton pode ser representada, de maneira simplificada, da seguinte forma:
F= m.a
F = força resultante (medida em newtons (N)) m = massa do corpo (medida em kg)
a = aceleração (medida em metro por segundo ao quadrado m/s²).
Essa fórmula estabelece a resultante das forças e é chamada equação fundamental da dinâmica. Assim, a massa do corpo (m) é a constante de proporcionalidade da equação e é a medida da inércia de um corpo.
Cabe ressaltar que a força, nesse caso, diz respeito a um referencial inercial.
Sabendo que Força (F) e aceleração (a) são grandezas vetoriais que possuem módulo, direção e sentido, é importante levar em consideração a direção e o sentido no qual a força é aplicada.
Isso explica o porquê de quando uma força de mesma intensidade é aplicada em corpos de massas diferentes, a aceleração produzida por eles é diferente.
FORÇA RESULTANTE
A força resultante é a soma vetorial de todas as forças aplicadas a um corpo. De acordo com a Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica), a força resultante é igual o produto da massa pela aceleração.
Para haver aceleração e o corpo alterar sua velocidade é preciso que a soma das forças que atuam sobre ele, ou seja, a força resultante não seja nula. A aceleração dos corpos depende do seu tamanho e da força que imprime para que ocorra a alteração de velocidade. De modo que, os corpos que possuem maior massa, apresentam aceleração menor, já os corpos com menor massa, possuem aceleração maior.
Assim, é possível concluir que a massa do corpo concede uma resistência à variação da velocidade, sendo, por isso, a medida indireta da inércia de um corpo.
Nesse sentido, a aceleração de um corpo submetido a uma força resultante é diretamente proporcional à intensidade da força e inversamente proporcional à sua massa
FORÇA PESO
Através da Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica) é possível chegar à outra definição essencial para compreensão de fenômenos da Física: o peso. A Força Peso equivale à atração que um planeta exerce sobre um corpo em sua superfície. Essa força pode ser calculada da seguinte forma:
P = m.g
P = Peso m = massa
g = é a aceleração da gravidade local.
A força peso varia de acordo com a gravidade, portanto, a massa de um corpo é fixa, mas o seu peso é variável. Dessa forma, um corpo com massa de 30kg no planeta Terra, onde a aceleração da gravidade é 9,8 m/s2, possui o seguinte peso: P = 30.
9,8 / P = 294 N.
O mesmo corpo em um planeta com gravidade diferente, como Marte, por exemplo, onde a gravidade = 3,711 m/s2, o peso do corpo seria o seguinte: P = 30.3,711 / P = 37,11 N
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, eles são jogados para frente.
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.
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).
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
CONCLUSÃO
É possível concluir que 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.
Assim, a massa do corpo concede uma resistência à variação da velocidade, sendo, por isso, a medida indireta da inércia de um corpo. Nesse sentido, a aceleração de um corpo submetido a uma força resultante é diretamente proporcional à intensidade da força e inversamente proporcional à sua massa.
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.
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.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/segunda-lei-de-newton-principio- fundamental-da-dinamica
https://www.todamateria.com.br/leis-de-newton/amp/
https://www.todamateria.com.br/isaac-newton/
