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Leis de Newton

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.

Primeira Lei de Newton

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:

Leis de Newton

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.

Leis de Newton

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).

Segunda Lei de Newton

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).

Leis de Newton

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:

Leis de Newton

Se a massa não varia com o tempo:

Leis de Newton

Assim:

Leis de Newton

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.

Leis de Newton

Terceira Lei de Newton

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.

Leis de Newton

Leis de Newton
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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:

Leis de Newton

Se é a força que a partícula j exerce sobre a partícula i, a terceira lei de Newton nos diz que:

Leis de Newton

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

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