1ª Lei de Newton

1. 1ª Lei de Newton

2. Como surgiu? • A primeira lei de Newton surgiu com uma simples maçã que ao cair de uma árvore caiu em cima da cabeça do Sr. Isaac Newton. • Este interrogou-se sobre a queda da maçã. • Ao relacionar a aceleração em queda livre e a aceleração num plano inclinado, em função da inclinação nula, e ao enunciado da lei da inércia na sua forma mais primitiva: Um corpo que não é actuado por nenhuma força, tem movimento rectilíneo e uniforme.

3. Na verdade a lei da inércia tem um significado mais profundo, tendo sido mais tarde enunciada por Newton. É hoje também conhecida porPrimeira Lei de Newton Que diz que: um corpo permanece em repouso ou em movimento rectilíneo e uniforme se a força resultante que actua sobre ele for nula.

4. Força nula Um corpo tende naturalmente a manter a sua velocidade, mesmo quando esta é nula, sendo apenas perturbado sob a acção de forças. Há inércia às alterações do estado de movimento; inércia como resistência à variação.

5. Todos os corpos permanecem em repouso ou em movimento rectilíneo e uniforme se a força resultante que actua sobre eles for nula • De facto, se a força resultante sobre um corpo for nula , a aceleração do corpo é zero ( ma= o/ a=o ) 0 então o corpo está em repouso ou em movimento rectilíneo e uniforme. • R=0 a=0

6. A análise a lei de Newton A primeira vista a primeira lei de Newton parece contrariar as nossas experiências de senso comum. Aceita-se facilmente que um corpo em repouso permaneça em repouso. Mas, que um corpo em movimento rectilíneo e uniforme tenda a manter a sua velocidade constante… Não é o que sentimos quando empurramos um corpo, exercemos uma força sobre ele, e o vemos parar ao fim de alguns instantes.

7. Esta experiência do dia-a-dia não contradiz, de todo a 1ª lei de Newton, pois efectivamente o que acontece neste caso é que ocorrem 2 momentos distintos: • A-Enquanto empurramos o corpo a velocidade é constante. • R = Fexercida + Fatrito = 0 • B- Quando largamos o corpo • R = Fatrito # 0 ( O corpo desloca-se • até parar) • Agora a Fexercida = 0

8. Se eliminarmos a força de atrito a 1º lei de Newton poderá então ser verificada experimentalmente: mesa de ar. • A única força de atrito envolvida é a resistência do ar, que é praticamente imperceptível na gama de velocidades que utilizamos. Podemos assim admitir que a experiência é efectuada a velocidade constante.

9. Diagrama do corpo livre • Este diagrama é utilizado para representar de forma esquemática, as forças que actuam num determinado corpo, e que permite determinar a sua resultante. Admitimos que as suas dimensões não afectam do problema . Todas as forças que actuam num determinado corpo são considerados como actuando num único ponto.

10. Exemplo • Como o corpo está em equilíbrio estática, pela 1ª lei de Newton • a = 0 e R = 0 • Assim, utilizando o sistema de coordenadas representado no diagrama de corpo livre; R + P = 0 sendo • R = R^j ; P = P (-^j), temos R^j +P(-^j) =0 R = P • A propriedade que permite somar as forças como vectores, denominam-se Princípio da Sobreposição.

11. Outros exemplos • Um foguete no espaço pode se movimentar sem o auxílio dos propulsores apenas por Inércia.Quando os propulsores do foguete são desligados ele continua seu movimento em linha recta e com velocidade constante. • Quando você sente o friozinho na barriga quando anda na montanha russa por exemplo, seu estômago por inércia tem a tendência de permanecer parado enquanto o seu corpo acompanha o carrinho.

12. Um referencial onde a 1ª Lei de Newton é válida diz-se referencial de inércia. É um referencial em relação ao qual a = o , para todo e qualquer corpo sujeito a uma força resultante nula • Qualquer referencial acelerado ( a # 0) relativamente a um referencial inercial denomina-se referencial não inercial.

13. O sistema de coordenadas ou de referência que usualmente se utiliza para um corpo sobre ou junto à superfície da Terra é um referencial cuja origem está fixa relativamente a um ponto da superfície da Terra, e cujos eixos coincidem com a horizontal e a vertical. A tal sistema de referência denominamos referencial solidário com a superfície da Terra.

14. Contudo, os referenciais de inércia constituem uma abstracção teórica. A Terra roda sobre o seu eixo uma vez por dia, e percorre uma órbita em torno do Sol num ano. • Devido à rotação da Terra este referencial solidário com a Terra no equador tem uma aceleração de 0,034 m.s-2 em direcção ao centro da Terra e devido ao movimento orbital o centro da Terra tem uma aceleração de 0,006 m.s-2 em direcção ao Sol. Como estas acelerações são pequenas, os seus efeitos são geralmente insignificantes quando consideramos problemas na Terra. • Assim, a menos que se diga o contrário, admitimos que o referencial solidário com a Terra podesertratado comoreferencial de inércia.

15. Conclusão • A primeira lei de Newton consiste em um corpo permanecer em repouso ou em movimento rectilíneo e uniforme se a força resultante que actua sobre ele for nula.

16. Trabalho realizado por: Álvaro Marco André Micael Estrada Bruno Micael Leal Cristovão Miguel Diego Nuno Dinis Paulo Agostinho Diogo Andrade Paulo Neves Diogo Mendes Pedro Fernando Roberto Hélio Samuel Luis Tiago