As aplicações das leis de Newton são muito importantes à compreensão das três leis elaboradas por Isaac Newton, principalmente porque essas leis são um assunto muito recorrente nos vestibulares devido às suas diversas aplicações no cotidiano. Pensando nisso, trouxemos vários exemplos e aplicações das leis de Newton para compreender melhor esse conhecimento.
Leia também: 5 coisas que você precisa saber sobre as leis de Newton
Tópicos deste artigo
- 1 - Resumo sobre aplicações das leis de Newton
- 2 - Aplicação da primeira lei de Newton
- 3 - Aplicação da segunda lei de Newton
- 4 - Aplicação da terceira lei de Newton
Resumo sobre aplicações das leis de Newton
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A primeira lei de Newton expressa que um corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme se não aplicarmos uma força sobre ele.
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Os exemplos de aplicações da primeira lei de Newton envolvem a continuação do movimento pelo corpo até encontrar um obstáculo ou a continuação do seu repouso até que se faça uma força sobre ele.
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A segunda lei de Newton expressa que a força resultante sobre um corpo pode ser dada pelo produto entre a sua massa e a sua aceleração.
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Os exemplos de aplicações da segunda lei de Newton envolvem a aplicação de uma força sobre um corpo ocasionando a sua aceleração.
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A terceira lei de Newton diz respeito ao par ação e reação das forças que atuam em um corpo.
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Os exemplos de aplicações da terceira lei de Newton envolvem a aplicação de uma força de ação sobre um corpo e o recebimento de uma força de reação desse corpo.
Aplicação da primeira lei de Newton
A primeira lei de Newton, também chamada de princípio da inércia, é a lei que se refere à permanência de um corpo em movimento retilíneo uniforme ou em repouso caso não haja a ação de forças externas sobre ele.
→ Exemplos de aplicação da primeira lei de Newton
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Exemplo 1
Uma caixa presa no teto de um automóvel acabou se desprendendo e foi lançada para longe dele. Pensando nisso, diga qual das leis abaixo explica por que isso ocorreu.
A) Princípio da inércia.
B) Princípio fundamental da dinâmica.
C) Princípio da ação e reação.
D) Princípio da conservação da energia.
Resolução:
Alternativa C.
A caixa foi lançada para longe do automóvel por causa do princípio da inércia, que fez com que a caixa mantivesse a sua trajetória até atingir o chão.
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Exemplo 2
A inércia pode ser entendida como:
A) uma força que faz com que os corpos fiquem em repouso.
B) uma força que faz com que os corpos mantenham o seu movimento com velocidade constante.
C) uma força que faz com que os corpos mantenham o seu movimento com velocidade constante ou fiquem em repouso.
D) uma força que puxa todos os corpos para o centro do planeta.
Resolução:
Alternativa C.
O princípio da inércia estabele que a inércia pode ser entendida como uma força que faz com que os corpos mantenham o seu movimento com velocidade constante ou fiquem em repouso.
→ Aplicações da primeira lei de Newton no cotidiano
Existem vários exemplos de aplicações da primeira lei de Newton em nosso cotidiano, estando alguns descritos abaixo:
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Deslizamento de terras, em que a terra continua a fazer o seu percurso até ser impedida por um obstáculo que faça força sobre ela.
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O uso cinto de segurança impede que em um acidente nosso corpo continue o movimento e somente pare ao encontrar um obstáculo.
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Ao lançar uma bola, ela continuará o seu movimento caso não encontre um obstáculo ou continuará parada caso a pessoa erre o passe.
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Objetos lançados no espaço tendem a seguir a mesma trajetória eternamente caso não sofra a ação de uma força.
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Patinadores de gelo precisam fazer uma força para pararem o seu movimento, caso contrário vão continuá-lo até encontrar um obstáculo.
Veja também: Qual a relação entre a primeira lei de Newton e os terremotos?
Aplicação da segunda lei de Newton
A segunda lei de Newton, também chamada de princípio fundamental da dinâmica, é a lei que diz respeito à realização de um movimento por um corpo devido à aplicação de uma força sobre ele. Assim, a força resultante é dada através da fórmula:
\(F=m\cdot a\)
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F → força resultante, medida em Newton \([N]\).
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m → massa, medida em quilogramas \([kg]\).
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a → aceleração, medida em \([m/s^2 ]\).
→ Exemplos de aplicação da segunda lei de Newton
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Exemplo 1
Qual a força aplicada sobre uma caixa de massa 300 g que é acelerada a \(20\ m/s^2 \)?
Resolução:
Primeiramente, converteremos a massa de gramas para quilogramas:
300 g = 0,3 kg
Depois, calcularemos a força aplicada sobre a caixa através da fórmula da segunda lei de Newton:
\(F=m\cdot a\)
\(F=0,3\cdot 20\)
\(F=6\ N\)
Então, a força aplicada sobre a caixa foi de 6 Newton.
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Exemplo 2
Qual a aceleração sofrida por uma pessoa de massa 120 kg quando ela é empurrada com uma força de 1200 N?
Resolução:
Calcularemos a aceleração sofrida pela pessoa, através da fórmula da segunda lei de Newton:
\(F=m\cdot a\)
\(1200=120\cdot a\)
\(a=\frac{1200}{120}\)
\(a=10\ m/s^2 \)
A aceleração sofrida pela pessoa foi de \(10\ m/s^2 \).
→ Aplicações da segunda lei de Newton no cotidiano
Existem vários exemplos de aplicações da segunda lei de Newton em nosso cotidiano, estando alguns descritos abaixo:
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Quando empurramos um carro com certa força, sem freio de mão puxado, ele adquire aceleração.
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Quando lançamos uma bola, ela adquire movimento.
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Quando brincamos de martelo de força, quanto mais força fizermos, maior será a aceleração do disco.
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Quanto mais massa tiver um automóvel, mais força será necessária para que ele acelere.
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Quando damos um peteleco sobre objetos pequenos, eles se movimentam.
Aplicação da terceira lei de Newton
A terceira lei de Newton, também chamada de princípio da ação e reação, é a lei que estabelece que para toda força de ação sobre um corpo haverá uma força de reação por ele de sentido contrário. Ela não possui fórmula específica, mas é representada através da expressão:
\(|\vec{F_{AB}} |=-|\vec{F_{BA}} |\)
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\(|\vec{F_{AB}} |\) → módulo da força que o corpo A faz em B, medido em Newton \([N] \).
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\(|\vec{F_{BA}} |\) → módulo da força que o corpo B faz em A, medido em Newton \([N] \).
→ Exemplos de aplicação da terceira lei de Newton
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Exemplo 1
Uma pessoa está correndo desatenta e acaba batendo em uma porta automática de shopping. Logo após a colisão, ela sofre um afastamento. Então, qual das leis abaixo explica por que isso ocorreu?
A) Princípio da inércia.
B) Princípio fundamental da dinâmica.
C) Princípio da ação e reação.
D) Princípio da conservação da energia.
Resolução:
Alternativa C.
Ao bater na porta, a pessoa fez uma força de ação sobre ela, fazendo com que a porta respondesse com uma força de reação, de mesma intensidade e sentido contrário, empurrando a pessoa.
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Exemplo 2
Uma pena pousa na mão de uma criança fazendo uma força de ação sobre ela, então é correto afirmar que a força de reação à essa força de ação é:
A) a força que a Terra faz sobre os pés da criança.
B) a força da mão da criança sobre a pena.
C) a força que a Terra faz sobre a pena.
D) a força que a pena faz sobre a mão da criança.
Resolução:
Alternativa B.
Como a força de ação é a força da pena sobre a mão da criança, então a força de reação é a força da mão da criança sobre a pena, configurando um par ação e reação.
Acesse também: Alguns exemplos de pares de força de ação e reação
→ Aplicações da terceira lei de Newton no cotidiano
Existem vários exemplos de aplicações da terceira lei de Newton em nosso cotidiano, estando alguns descritos abaixo:
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Quando fazemos uma força de ação sobre um objeto, ele faz uma força de reação contrária.
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Quando fazemos uma força de ação pressionando um botão, ele faz uma força de reação contra a nossa mão.
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Quando fazemos uma força de ação batendo um martelo em uma parede, a parede retribui fazendo uma força reação sobre o martelo.
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Quando deitamos no chão, nosso corpo faz uma força de ação sobre a superfície terrestre, então a superfície terrestre faz uma força reação sobre nós, mantendo-nos sobre ela.
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Quando fazemos uma força de ação em que empurramos uma pessoa, ela faz uma força de reação contra nós.
Por Pâmella Raphaella Melo
Professora de Física
