As Leis da Dinâmica

Leis do Movimento

Você já viu uma ginasta de trave de equilíbrio dar um salto mortal para trás e cair no solo perfeitamente? Seu movimento pode parecer suave e simples. A ginasta, na verdade, faz muitos movimentos diferentes para que o salto aconteça de forma suave. O que faz com que esses movimentos aconteçam? Cada um dos movimentos da ginasta segue um conjunto de regras que foram explicadas pela primeira vez por Isaac Newton.

Essas regras são chamadas de leis do movimento de Newton.

O que é força?

O movimento de um objeto muda por causa de uma força. A força é um empurrão ou um puxão. Uma força tem uma intensidade, uma direção e um sentido definidos. A intensidade, a direção e o sentido de uma força determinam o movimento de um objeto. Na figura abaixo, o aluno empurra a caixa. Esse impulso, ou força, move a caixa. 

Se ele empurrar com mais força, a caixa se move mais rápido. Quando você empurra algo, a força aplicada é chamada de força de contato. Isso porque você está tocando, ou entrando em contato com o objeto.

Que outras forças podem agir sobre um objeto?

Podem existir forças mesmo quando não há contato. Suponha que você coloque um ímã perto de um clipe de papel. O que acontece? O clipe de papel se moverá em direção ao ímã. O clipe de papel se move, mas o ímã não encosta nele. A força que age sobre o clipe de papel é uma força de longo alcance. Neste caso, é a força magnética.

O que acontece quando você solta uma bola? A bola cai no chão. A força de longo alcance agindo sobre a bola é a gravidade. Forças de longo alcance podem mudar o

movimento dos objeto sem tocá-los. A eletricidade, como o magnetismo e a gravidade, são forças de longo alcance.

A unidade do SI de força é o Newton, ou N.

Primeira Lei de Newton

Imagine que você está andando em um carro. O motorista repentinamente aperta os freios. Quando o carro para, você continua a avançar. Seu cinto de segurança impede o seu movimento para a frente e o puxa de volta ao seu lugar. Este é um exemplo da primeira lei do movimento de Newton.

O Princípio da Inércia de Newton afirma que um objeto em repouso permanecerá em repouso e um objeto em movimento retilíneo uniforme continuará a se mover em linha reta a uma velocidade constante, a menos que uma força altere essa condição.

Pense sobre o que acontece no carro. Quando o carro para, você segue em frente. Mas, o cinto de segurança aplica uma força que faz você parar de se mover. Se a sua mochila estiver no banco, ela irá seguir em frente até que algo interrompa seu movimento.

Inércia é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação em sua velocidade. A inércia depende da massa. Quanto mais massa um objeto tem, mais inércia ele possui, e assim, mais difícil será para mudar o movimento do objeto.

Somando Forças

A primeira lei do movimento de Newton afirma que o movimento de um objeto muda apenas se uma força atuar sobre o ele. Às vezes, há mais de uma força agindo sobre um objeto. Alguma vez você já tentou empurrar um carro? Por que é mais fácil empurrar um carro se

várias pessoas ajudarem a empurrá-lo? O movimento depende do tamanho, da direção e do sentido de todas as forças.

Forças Equilibradas

 

Se duas pessoas empurram um objeto com a mesma força e na mesma direção, mas em sentidos opostos, o objeto não se moverá. Estas forças estão equilibradas (estão se anulando). Forças em equilíbrio são forças que são iguais, mas em sentidos opostos. Quando as forças em equilíbrio agem sobre um objeto, tal como a carroça na figura abaixo, o movimento do objeto não muda. A força total atuando sobre o objeto é zero. Dizemos que a Força Resultante (F_R) é zero.

 

A Segunda Lei do Movimento

Você é capaz de dizer a rapidez que uma bola de futebol acelera quando você a chuta? Você pode descobrir com a segunda lei do movimento de Newton. A segunda lei de Newton afirma que um objeto que recebe a ação de forças em desequilíbrio, ou seja, cuja resultante é diferente de zero, vai acelerar na direção da força. Você pode usar esta equação para encontrar a aceleração:

 

onde,

a é a aceleração

F_R é a Força resultante

M é a massa

A Segunda Lei de Newton estabelece que a resultante das forças aplicadas a um corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida

 

A Terceira Lei do Movimento

A terceira lei de Newton afirma que as forças agem sempre em pares iguais, mas opostas. Esta ideia muitas vezes é dita como “para cada ação há uma reação igual e oposta.” Então, quando você empurra o chão com suas pernas para saltar, o chão o empurra também. Isso faz com que você acelere no ar.