Isaac Newton
Sir Isaac Newton (Woolsthorpe-by-Colsterworth, 4 de janeiro de 1643 — Londres, 31 de março de 1727) foi um cientista inglês, mais reconhecido como físico e matemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista, filósofo natural e teólogo.
Sua obra, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, é considerada uma das mais influentes na história da ciência. Publicada em 1687, esta obra descreve a lei da gravitação universal e as três leis de Newton, que fundamentaram a mecânica clássica.
As leis de Newton
1ª Lei: PRINCÍPIO DA INÉRCIA
O princípio da inércia pode ser obvservado no movimento do ônibus. Quando o ônibus dá uma arrancada a partir do repouso, os passageiros tendem a se deslocar para trás, resistindo ao movimento. Da mesma forma, quando o ônibus freia, os passageiros deslocam-se para frente, tendendo a continuar com a velocidade que possuíam.
O princípio da inércia explica porque é obrigatório o uso do cinto de segurança nos automóveis. Veja na animação o que acontece com um motorista que não usa o cinto de segurança:
2ª Lei: Princípio Fundamental da Dinâmica
Para começar esse estudo, precisamos saber o que é dinâmica.
- Dinâmica - é o ramo da Física que estuda as causas do movimento de um corpo. Estas causas estão relacionadas as forças que atuam sobre ele. Mas o que é força?
- Força - um corpo inicialmente em repouso jamais conseguirá sair do estado de repouso a menos que receba a ação de uma força resultante não-nula. Um corpo sozinho não exerce força sobre si mesmo. Logo: força é o fruto da interação entre dois corpos.
É importante lembrar que a grandeza física, força, é uma grandeza vetorial, isto é, para caracterizá-la precisamos definir sua intensidade (módulo), sua direção de atuação e seu sentido.
Com esses conceitos, estamos aptos a aprender a 2ª lei de Newton:
Um ponto material de massa m submetido a uma força resultante F adquire uma aceleração a na mesma direção e sentido da força.
A resultante das forças aplicada a um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida.
Qual é a unidade de força?
F = ma
A força que você sente no seu braço é a reação à força que provocou o disparo.
O lançamento de um foguete é um importante exemplo da ação e reação.
O combustível do foguete explode em uma direção e o foguete move-se na direção oposta.
DESAFIOS
1- Submete-se um corpo de massa 5000 kg à ação de uma força constante que lhe imprime, a partir do repouso, uma velocidade de 72 km/h ao fim de 40s. Determine a intensidade da força e o espaço percorrido pelo corpo.
2- Qual o valor, em Newtons, da força média necessária para fazer parar, num percurso de 20m, um automóvel de 1500 kg, que está a uma velocidade de 72 km/h?
3- Certo carro nacional demora 30 s para acelerar de 0 a 108 km/h. Supondo sua massa igual a 1200 kg, o módulo da força resultante que atua no veículo durante esse intervalo de tempo é, em N, igual a?
a) zero b) 1200 c) 3600 d) 4320 e) 36000
4- Uma partícula de massa igual a 10 kg é submetida a duas forças perpendiculares entre si, cujos módulos são 3,0 N e 4,0 N. Pode-se afirmar que o módulo de sua aceleração é:
a) 5,0 m/s2 b) 50 m/ s2 c) 0,5 m/ s2 d) 7,0 m/ s2 e) 0,7 m/ s2
5- Sabendo que uma partícula de massa 2,0 kg está sujeita à ação exclusiva de duas forças perpendiculares entre si, cujos módulos são: F1 = 6,0 N e F2 = 8,0 N. Determine o módulo da aceleração da partícula.
6- Partindo do repouso, um corpo de massa 3 kg atinge a velocidade de 20 m/s em 5s. Descubra a força que agiu sobre ele nesse tempo.
7- Um corpo com massa de 0,6 kg foi empurrado por uma força que lhe comunicou uma aceleração de 3 m/s2. Qual o valor da força?
8- Um caminhão com massa de 4000 kg está parado diante de um sinal luminoso. Quando o sinal fica verde, o caminhão parte em movimento acelerado e sua aceleração é de 2 m/s2. Qual o valor da força aplicada pelo motor?
9- A velocidade de um corpo de massa 1 kg aumentou de 20 m/s para 40 m/s em 5s. Qual a força que atuou sobre esse corpo?
10- Sobre um plano horizontal perfeitamente polido está apoiado, em repouso, um corpo de massa m = 2 kg. Uma força horizontal de 20 N, passa a agir sobre o corpo. Qual a velocidade desse corpo após 10 s?
11- Um corpo de massa 2 kg passa da velocidade de 7 m/s à velocidade de 13 m/s num percurso de 52 m. Calcule a força que foi aplicada sobre o corpo nesse percurso.
12- Um automóvel, a 20 m/s, percorre 50 m até parar, quando freado. Qual a força que age no automóvel durante a frenagem? Considere a massa do automóvel igual a 1000 kg.
13- Sob a ação de uma força constante, um corpo de massa 7 kg percorre 32 m em 4 s, a partir do repouso. Determine o valor da força aplicada no corpo.
14- Um determinado corpo está inicialmente em repouso, sobre uma superfície sem qualquer atrito. Num determinado instante aplica-se sobre o mesmo uma força horizontal constante de módulo 12N. Sabendo-se que o corpo adquire uma velocidade de 4m/s em 2 segundos, calcule sua aceleração e sua massa.
15- O corpo indicado na figura tem massa de 5 kg e está em repouso sobre um plano horizontal sem atrito. Aplica-se ao corpo uma força de 20N. Qual a aceleração adquirida por ele?
