As Leis de Newton

1. As Leis de Newton Por: Vanessa Carvalho e Filipa Farinha

2. 1ª Lei de Newton: • “ Qualquer corpo permanece no estado de repouso ou de movimento rectilíneo uniforme se a resultante das forças que actuam nesse corpo for nula”

3. Segundo esta lei… Cada corpo tende a manter constante o seu estado de repouso ou movimento e oferece tanto maior resistência à variação desse estado, quanto maior for a sua massa (quantidade de matéria). Esta resistência chama-se inércia e a sua unidade de medida é o quilograma. Normalmente estamos habituados a usar esta unidade de medida para aferir o peso de algo. Mas estas grandezas não são a mesma coisa!! Massa- é uma característica intrínseca de um corpo, cujo valor nunca varia e mede a quantidade de matéria do corpo. Peso-é a força com que um corpo é atraído pela Terra. No espaço, por exemplo, os objectos não têm peso, mas têm massa.

4. Exemplo 1: O pêndulo • - T Fg Fg • O pêndulo está em repouso porque a resultante das forças (gravítica e tensão do fio) que nele actuam é nula • Se cortarmos o fio, a única força que passa a actuar no pêndulo é a força gravítica. • Assim o pêndulo altera o seu estado de repouso e cai.

5. Exemplo 2: Uma travagem brusca O rapaz está a andar de bicicleta, a uma velocidade constante. De repente trava! Os travões da bicicleta exercem uma força destabilizadora em sentido contrário ao do movimento, mas tanto a bicicleta, como o rapaz têm tendência a continuar o estado do seu movimento, o que justifica que a roda levante do chão

6. 2ª Lei de Newton • “ A alteração de movimento é proporcional à força motriz imprimida e dá-se ao longo da linha recta segundo a qual a força foi imprimida”

7. Segundo esta lei… A força que actua sobre um corpo é igual ao produto da massa vezes a aceleração: F= ma • Para melhor compreender esta lei é importante saber… • que uma força é qualquer causa capaz de fazer iniciar ou modificar o movimento de um objecto; • que a aceleração é a alteração da velocidade (em módulo, direcção ou ambas) em relação ao tempo e pode ser calculada a partir da equação derivada da velocidade, ou medida através de uns aparelhos, os acelerómetros.

8. Exemplo 1: Uma volta de bicicleta Para este exemplo, utilizámos uma bicicleta de competição, com pneus muito finos, de maneira a reduzir as forças de atrito ( forças que actuam sempre em sentido oposto ao do movimento). Suponhamos que a aceleração da rapariga é de 3m/s2 e que a sua massa mais a massa da bicicleta é de 65kg. Com estes dados é possível determinar a força que a rapariga exerce para andar, através da expressão: F= ma. Assim, F= 63x3 F= 189N.

9. Com este exemplo também podemos verificar que: • Quanto maior for a massa do corpo, menor será a aceleração adquirida • Caso a massa da rapariga mais a massa da bicicleta fosse de 75kg e a força exercida fosse a mesma, então a aceleração seria de: • F= ma 189= 75xa a= 2,52 m/s2 • Quanto maior for a força, maior será a aceleração • Caso a força exercida fosse de 250N e a massa total se mantivesse nos 65kg, então a aceleração seria de: • F=ma 250=65xa a=3,85m/s2 Por isso, os construtores de fórmula 1 criam motores cada vez mais potentes, para a aceleração dos automóveis ser também maior.

10. 3ª Lei de Newton • “ A cada acção corresponde uma reacção igual e contrária”

11. Segundo esta lei… Se um objecto A exerce uma força sobre o objecto B, então também o objecto B exerce uma força de valor igual, mas de sentido oposto sobre o objecto A.

12. Exemplo 1: Na bicicleta • A força que o peso do corpo da rapariga exerce no selim da bicicleta, é exactamente a mesma força (mas em sentido oposto) que o selim exerce no corpo da rapariga

13. Exemplo 2: Um projéctil Quando um canhão dispara um projéctil: o canhão exerce uma força sobre o projéctil, mas o projéctil também exerce uma força igual e contrária sobre o canhão que, de facto é atirado para trás no momento do disparo.

14. Porque são tão importantes as Leis de Newton? • Para além de serem a base de toda a Mecânica clássica, são importantes porque permitem explicar um vasto conjunto de fenómenos do quotidiano. • Por outro lado, também se aplicam ao domínio espacial, na medida em que: • permitem explicar, por exemplo, o movimento dos corpos celestes; • são indispensáveis para calcular as trajectórias dos foguetões e colocar os satélites em órbita.

15. Fim