Na natureza existem quatro tipos fundamentais de interação:
Gravitacional
Eletromagnética
Forte
Fraca
O conjunto formado por regras e princípios que se aplicam a todos os movimentos constitui a base da teoria denominada mecânica. E Isaac Newton, foi quem elaborou leis que permite lidar com variedades de interações, e essas leis ficaram conhecidas como Leis de Newton.
Estas Leis são baseadas em estudos experimentais, são ditas fundamentais, pois não podem ser deduzidas eu demonstradas a partir de outros princípios, formam a base da mecânica clássica e não são leis universais, pelo fato de não atuarem em todas as regiões de movimento.
Movimento e repouso são conceitos relativos, que dependem da escolha de um referencial. Para o caso mais simples, de movimento unidimensional.
Um objeto em repouso tem sua função, que descreve o movimento, dada por:
x(t) = c
onde C é uma constante
Quando o objeto está se movendo uniformemente, a taxa de variação da posição (deslocamento) do objeto define a velocidade do movimento. A unidade de deslocamento e velocidade no Sistema Internacional (SI) são respectivamente, o metro (m) e o metro por segundo (m/s).
x(t)=x0(t0)+v(t+t0)
onde: x0 e t0 representam a posição e o tempo iniciais e v a velocidade do movimento do objeto.
Assim:
Antes da época de Galileu a maioria dos filósofos pensava que para um corpo mover-se em linha reta com velocidade constante fosse necessário algum agente externo empurrando-o continuamente, caso contrário ele iria parar.
Galileu que afirmou ser necessária uma força para modificar a velocidade de um corpo, mas nenhuma força é exigida para manter essa velocidade constante.
A tendência das coisas de resistir a mudanças no seu movimento foi o que Galileu chamou de inércia. Newton refinou a idéia de Galileu e formulou sua primeira lei, convenientemente chamada de LEI DA INÉRCIA
A tendência das coisas de resistir a mudanças no seu movimento foi o que Galileu chamou de inércia. Newton refinou a idéia de Galileu e formulou sua primeira lei, convenientemente chamada de LEI DA INÉRCIA
Se estivermos tratando de um caso onde diversas forças atuam sobre corpo, o movimento do objeto sofrerá alterações somente se a força resultante (soma vetorial das forças que atuam simultaneamente no corpo) for diferente de zero.
Como a força é uma grandeza vetorial, a direção e o sentido em que são aplicadas produzem efeitos diferentes sobre o objeto. A unidade de força no Sistema Internacional (SI) é o Newton (N).
A massa de um corpo representa a quantidade de matéria que constitui o corpo. Ela é também a medida da inércia ou lerdeza que um objeto apresenta em resposta a qualquer esforço feito para movê-lo, pará-lo ou alterar, de algum modo, seu estado de movimento. A unidade de massa no Sistema Internacional (SI) é o quilograma (kg).
Toda força resultante, seja ela de uma única fonte ou de uma combinação de fontes, produz aceleração, que representa a taxa de variação do movimento ( a ). A unidade de aceleração no Sistema Internacional (SI) é o metro por segundos ao quadrado (m/s2).
A segunda lei de Newton nos fornece a relação entre a aceleração, a força resultante e a inércia do corpo. “A resultante das forças que atuam sobre um corpo é igual ao produto da sua massa pela aceleração com a qual ele irá se movimentar”.
A formulação original de Newton para a segunda lei está relacionada com o que ele chamou de “quantidade de movimento”, também conhecido como momento linear (medida que se origina conjuntamente da velocidade e a massa).
Se a massa não varia com o tempo:
Se a massa não varia com o tempo:
Assim:
Que é a forma diferencial da segunda lei de Newton. A força resultante atuando sobre o objeto é igual à variação temporal do momento linear.
Ao analisar situações mediante a segunda lei de Newton, é muito útil desenharmos um diagrama que mostre o corpo em questão como uma partícula, e todas as forças que atuam sobre ela. Tal diagrama é chamado de diagrama do corpo livre e é um primeiro passo essencial tanto na análise de um problema como na visualização da situação física.
Newton enunciou que: “Quando um corpo exerce uma força num segundo
corpo, este último reagirá sobre o primeiro com uma força
de mesma intensidade e sentido contrário”.
Consideremos um corpo sobre uma superfície horizontal plana e lisa,
e preso a esse corpo está uma vareta rígida.
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Se considerarmos um sistema tridimensional de partículas, formado por mais de duas, a terceira lei de Newton pode ser aplicada de duas formas:
Se é a força que a partícula j exerce sobre a partícula i, a terceira lei de Newton nos diz que:
Esta equação exige apenas que as forças tenham
mesmo módulo e sentidos contrários. Dizemos então que
este sistema obedece a 3ª Lei de Newton na forma fraca.
Jusciane da Costa e Silva
Fonte: www2.ufersa.edu.br
