Cinco coisas que você precisa saber sobre as leis de Newton

As leis de Newton explicam inúmeros fenômenos cotidianos e são a base do estudo da Mecânica, ramo da Física que se dedica à análise dos movimentos. Existem importantes observações a respeito dessas leis que, se não forem cuidadosamente compreendidos, podem conduzir a erros na interpretação dos fenômenos.

Tópicos deste artigo

• 1 - Quai são as 5 coisas que você precisa saber sobre as leis de Newton?
• 2 - 1. Massa e inércia
• 3 - 2. Peso e normal
• 4 - 3. Limites das leis de Newton
• 5 - 4. Validade das leis de Newton
• 6 - 5. Reescrevendo a Segunda Lei de Newton

Quai são as 5 coisas que você precisa saber sobre as leis de Newton?

A seguir, relacionamos cinco coisas que você precisa saber sobre as leis de Newton para não cometer erros na interpretação e na resolução de exercícios.

1. Massa e inércia

A inércia, Primeira Lei de Newton, representa a dificuldade imposta por um objeto para entrar em repouso, caso esteja em movimento, ou de entrar em movimento, caso esteja parado. Essa lei pode ser enunciada da seguinte maneira: a tendência de um objeto em repouso ou em movimento retilíneo uniforme é manter-se em seu estado original. A condição inicial do corpo só pode ser alterada a partir da aplicação de uma força externa.

Outra observação relaciona-se à massa, que é a medida quantitativa da inércia: quanto maior for a massa de um objeto, maior será a dificuldade imposta por ele para colocar-se em repouso ou em movimento. A recíproca, nesse caso, é verdadeira, assim, quanto menor a massa de um objeto, menor será a dificuldade de alterar sua condição inicial.

2. Peso e normal

A força peso é resultado da atração gravitacional existente entre um planeta e um objeto sobre sua superfície. Essa força é determinada por meio do produto da massa do objeto pelo valor da aceleração da gravidade e sempre estará na vertical com sentido para baixo, em direção ao centro do planeta.

Quando um objeto está depositado sobre uma superfície, uma força vertical e para cima, denominada de força normal, surge sobre ele. A superfície aplica essa força sobre os objetos a fim de suportá-los.

Peso e normal geralmente são tratadas como um par de ação e reação, mas uma análise cuidadosa da Terceira Lei de Newton demonstra que isso não é verdade. A lei da ação e reação define que essas forças, ação e reação, atuam em corpos diferentes. Ao dar um tapa em uma parede, por exemplo, a ação é feita pela mão sobre a parede, enquanto a reação é feita pela parede sobre a mão, portanto, são duas forças que atuam em dois corpos distintos. Por atuarem sobre o mesmo corpo, peso e normal não formam um par de ação e reação.

3. Limites das leis de Newton

As leis de Newton possuem dois limites de aplicação. Caso as velocidades dos objetos em análise forem próximas ou iguais à velocidade da luz, as leis de Newton devem ser substituídas pelas propostas relativísticas elaboradas por Albert Einstein. Outro limite de aplicação refere-se ao caso de as dimensões dos objetos envolvidos serem iguais às de partículas subatômicas. Nesse situação, essas leis devem ser substituídas pelas leis da Mecânica Quântica.

4. Validade das leis de Newton

O referencial é o corpo a partir do qual as observações a respeito de movimento e repouso são feitas. As leis de Newton são válidas apenas para referenciais que estejam em repouso ou em movimento retilíneo uniforme (referenciais ditos inerciais). Em referenciais acelerados, essas leis perdem sua validade.

Imagine um avião no momento da aceleração para a decolagem. Tomando a aeronave, nesse instante, como referencial, as leis de Newton não seriam válidas, pois, na decolagem, o avião possui aceleração.

Atenção! Nosso planeta é considerado um referencial inercial, mesmo que execute movimentos com variações de velocidade.

5. Reescrevendo a Segunda Lei de Newton

Em geral, o princípio fundamental da dinâmica, ou Segunda Lei de Newton, é representado indicando a força como resultado do produto da massa pela aceleração do objeto, mas, originalmente, Isaac Newton escreveu que a força é resultado da variação da quantidade de movimento do objeto em função do tempo.

A partir dessa definição de Newton, pode-se chegar à forma mais conhecida da Segunda Lei:

F_R = ΔQ
        Δt

A quantidade de movimento é resultado do produto da massa do objeto por sua velocidade, sendo assim, temos:

F_R = m.Δv
        Δt

Como a aceleração é definida como sendo a razão entre a variação da velocidade pela variação do tempo, portanto, é possível representar a Segunda Lei da seguinte forma:

F_R = m.a