Quais são as 3 leis de Newton?

Quais são as 3 leis de Newton? – Isaac Newton foi um famoso físico e matemático inglês que viveu entre os séculos XVII e XVII. É considerado uma das maiores mentes da história da humanidade, sendo influente, até hoje, em várias áreas do conhecimento. Sua obra mais conhecida é datada de 1687, e chamada de “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”. Foi nela que o físico descreveu as bases da mecânica clássica: as três leis de Newton.

As Leis de Newton, como são conhecidas, são estudos direcionados a explicar e compreender os comportamentos dos corpos materiais, sejam eles na galáxia ou no planeta Terra. Foi uma comprovação científica e matemática das Leis de Kleper, as quais descreviam os movimentos celestes de forma empírica (a partir da experiência sensorial).

As três Leis de Newton – Quais são as 3 leis de Newton?

newton
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            Em sua obra, Isaac Newton relatou suas descobertas acerca da lei da gravitação universal e das três leis da mecânica de corpos materiais.

As três leis de Newton são: Princípio da Inércia, Princípio Fundamental da Dinâmica e o Princípio da Ação e Reação. Todas elas funcionam a partir de um referencial inercial e tem o objetivo de evidenciar a relação existente entre a força e a relação de um corpo.

Além disso, as Leis de Newton devem ser substituídas por outros estudos em alguns casos. Se a velocidade dos objetos forem muito altas, próximas a velocidade da luz, devem ser substituídas pela Teoria da Relatividade (desenvolvida por Albert Einstein). Em casos do tamanho dos objetos se aproximarem aos átomos, as Leis de Newton devem ser substituídas pela Mecânica Quântica.

 

Princípio da Inércia (Primeira Lei de Newton) – Quais são as 3 leis de Newton?

1ª lei de newton
1ª lei de newton

            A Primeira Lei de Newton demonstra que os estudos gregos, que até aquele momento da história fundamentavam essa área de conhecimento, estavam errados. Isso ocorre pelo fato de tais estudos dizerem que um corpo tinha como seu estado natural o estado de repouso. Desta maneira, se não fosse aplicada uma força a esse corpo, sua tendência natural era retornar ao estado de repouso.

Contudo, Newton concluiu que este não era o comportamento dos corpos. O físico inglês evidenciou que a tendência natural de um objeto é manter seu estado inicial, e este só será mudado caso alguma força influencie no sistema. Em outras palavras, nessa situação, caso nenhuma força influencie, o corpo que está em estado de repouso permanece em estado de repouso e o corpo que está em movimento permanece em movimento.

  • Exemplo

Imagine uma pista infinita e completamente lisa. Nessa pista é colocado um cubo completamente liso. Caso nenhuma força influencie esse corpo a se mover, ele continuará em estado de repouso. Contudo, se for exercida uma força inicial nesse objeto, e seu estado inicial considerado for exatamente logo após a força exercida, o cubo continuará em seu estado inicial (se movendo em velocidade constante) infinitamente (caso nenhuma outra força influencie o sistema).

 

Princípio Fundamental da Dinâmica (Segunda Lei de Newton) – Quais são as 3 leis de Newton?

2ª lei de newton
2ª lei de newton

         Para complementar os conceitos já previamente apresentados na Primeira Lei, Newton desenvolve a segunda e a descreve como o Princípio Fundamental da Dinâmica.

Essa Lei diz que um corpo só entra em movimento, ou varia sua velocidade durante um movimento caso haja uma força exercida sobre ele. Essa Força deverá ser maior caso a massa do objeto em questão seja grande, pois os valores são diretamente proporcionais.

A Segunda Lei de Newton pode ser descrita com uma fórmula matemática criada pelo físico. A fórmula é: F (força) = m (massa)  x a (aceleração).

Como homenagem ao seu desenvolvedor, o Sistema Internacional de Unidades (SIU) nomeou a unidade de medida de Força como newton (N). Newton é descrito como a massa multiplicada pela aceleração (distância dividida por tempo ao quadrado).

  • Exemplo

Imagine um carro que tem 500 quilogramas de massa, e queira se movimentar a uma aceleração de 40m/s² (metros por segundo ao quadrado). Nessa situação, qual a força que deve ser exercida ao veículo?

O desenvolvimento de uma questão sobre essa é simples, sendo necessária apenas a aplicação da fórmula da Segunda Lei de Newton. Então:

Como F = m.a, coloca-se na fórmula as informações dos quais temos conhecimento: F = 500 x 40. Tal multiplicação resulta em: F = 20.000N.

Ou seja, a força que deve ser exercida a um objeto de 500 kg que queira se mover com uma aceleração de 40m/s² é de 20.000 newtons.

 

Princípio da Ação e Reação (Terceira Lei de Newton) – Quais são as 3 leis de Newton?

3ª lei de newton
3ª lei de newton

A terceira Lei de Newton é responsável por explicar a interação de forças entre dois objetos diferentes.

Nesta lei, Newton descreve que, quando um corpo exerce força sobre outro corpo, este segundo responde com uma força de valor igual, mas sentido oposto. Em outras palavras, o físico inglês dizia que cada ação (em termos de força) gerava uma reação de mesma intensidade, com sentido oposto.

  • Exemplo

Imagine uma academia de boxe onde um indivíduo precise socar um saco de pancadas estático. A força exercida pelo soco do lutador é de 100 newtons. Nesse caso, qual a força que o saco de pancadas exerce sobre a mão do lutador?

Tendo em vista que a força de reação pelo corpo tem valor igual à força de ação exercida pelo lutador, o valor bruto da força do saco de pancadas é de 100N. Contudo, a esta é realizada em sentido oposto, o qual é indicado na física pelo sinal de menos (-), ou seja: A força que o saco de pancadas exerce sobre a mão do lutador é de -100N.