Leis de Newton – Fórmulas, Explicação e Aplicações

As Leis de Newton são fórmulas físicas que ajudam a entender o movimento dos corpos, chamado de cinética. As três Leis de Newton determinam os fundamentos da mecânica clássica.

As conclusões de Isaac Newton (1643-1727) partiram do famoso experimento com a maçã que caiu sobre a sua cabeça, enquanto descansava sob uma macieira. Então, o matemático questionou-se o que faz as coisas caírem, constatando, assim, a existência da gravidade.

A partir de então,  Newton foi aos números para definir fórmulas que ajudassem a entender como se movimentam os corpos, criando importantes leis físicas, que foram compiladas no livro “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”.

1ª Lei de Newton – Lei da inércia

A primeira Lei de Newton determina a inércia, ato no qual um corpo continua em movimento contínuo e uniforme enquanto houver uma força sendo aplicada sobre ele.

Na íntegra, Newton explica que:

“Todo corpo continua em seu estado de repouso ou movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele”.

Ou seja:

Sabe-se ainda que:

• Quanto maior for a massa de um objeto ou corpo, maior será o seu estado de inércia, pois a força aplicada sobre ele precisará ser muito grande para que consiga tirá-lo desse estado;
• Quanto menor for a massa do objeto mais fácil ele é capaz de mudar o estado de inércia, pois forças menores já são o suficiente para interferir em seu movimento;
• A primeira Lei de Newton também explica a força de atrito, afinal, se fosse seguir à risca a Lei da inércia enquanto se empurra um carrinho de supermercado, ele deveria, então, andar constantemente, numa velocidade eternamente constante (a não ser que batesse em um objeto). No entanto, percebemos que o objeto desacelera constantemente, por conta de uma interferência da força de atrito das rodas com o chão;
• Toda vez que um estado de inércia é interrompido é por conta das forças inerciais, as quais surgem quando os corpos estão sujeitos a uma força que muda repentinamente.

Exemplo: um motorista dirige um ônibus, quando um pedestre atravessa a rua, fora da faixa. Assustado, o condutor freia o veículo. Os passageiros estavam em um movimento de inércia, acompanhando a velocidade do ônibus, assim, quando o motorista freia, as pessoas mantêm a velocidade e tendem a ser projetadas para a frente. É justamente por isso que deve-se usar sinto de segurança, porque a trava faz com que a força da inércia seja anulada, aplicando uma outra força sobre o mesmo corpo, que estava em velocidade constante.

2ª Lei de Newton – Princípio Fundamental da Dinâmica

A segunda Lei de Newton determina que, quando se aplica duas forças iguais em corpos de massas diferentes, a aceleração de cada um dos corpos será diferente, pois a força é sempre diretamente proporcional à aceleração do corpo.

Nas palavras do próprio Newton:

“A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é aplicada”.

Tal pensamento é expressado pela fórmula:

• F = resultado das forças que estão agindo sobre o corpo em movimento;
• M = massa do corpo em kg;
• A = aceleração adquirida em m/s².

Na hora de calcular exercícios com a segunda Lei de Newton, lembre-se sempre de usar as medidas do sistema internacional, devendo fazer a equivalência de grandezas, quando necessário.

Usa-se setas sobre as unidades, porque a força é considerada um vetor com direção, módulo e sentido. Portanto, se há duas forças sendo aplicadas sobre um mesmo corpo, devem ser somadas.

Exemplo: se empurrarmos, com a mesma força, uma xícara que pesa 100g e uma mesa de plástico, que pesa 1kg, a aceleração dos dois objetos será diferente.

3ª Lei de Newton – Lei da Ação e Reação

A terceira Lei de Newton enuncia que toda força possui uma ação e reação. A força de ação é aquela em que as forças são aplicadas no mesmo módulo e na mesma direção. Já a força de reação é quando há uma força no sentido oposto. Desse modo, ambas aplicadas sobre um objeto são sempre aos pares (ação e reação).

Resumidamente, nas palavras de Newton, a terceira Lei determina que:

“Toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: as ações mútuas de dois corpos, um sobre o outro, são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos”.

Ou seja:

Exemplo: duas pessoas estão correndo em disparada e colidem de frente uma com a outra. Cada uma delas irá ser jogada para lados opostos, quando caírem no chão.