As relações entre força e movimento foram
sistematizadas pelo cientista inglês Isaac Newton (1642-1727), considerado um
dos maiores cientistas de todos os tempos. Ele realizou estudos em relação a
movimentos e forças, sobre óptica e natureza da luz, e na matemática é
considerado o criador do calculo diferencial integral. Em homenagem a Newton,
as leis que regem os movimentos dos copos cujas velocidades estão bem abaixo da
velocidade da luz e suas relações com as forças sobre elas aplicadas são denominadas
leis de Newton.
Primeira lei de Newton: lei da inércia.
A primeira lei de Newton afirma que um
corpo tende a permanecer em repouso ou em movimento uniforme a menos que sofra ação
de uma força externa. Vejamos algumas situações práticas.
Situação 1: O caso do
passageiro dentro do ônibus.
Imagine
um individuo sentado na poltrona dentro de um ônibus em movimento.
| Ônibus em movimento |
Embora o ônibus esteja se deslocando, no
caso, a 60 km/h, o passageiro está em repouso em relação ao veiculo, mas em
movimento em relação à rua. Se, por algum motivo, o ônibus frear e parar
completamente o movimento em relação à rua, o passageiro, por inércia, continuará seu movimento em relação à rua e poderá ser
projetado para frente.
O
uso do cinto se segurança pode salvar vidas.
Situação 2: O caso da
toalha e da bola.
| Uma bola sobre uma toalha |
Imagine uma bola parada sobre uma
toalha, não muito áspera, estendida sobre uma mesa.
Uma pessoa puxa, rapidamente, a toalha da
mesa, mas a bola permanece, por inércia, em repouso em relação à mesa.
Segunda lei de Newton: lei da aceleração.
Segundo Newton, a ação de uma força sobre
determinado corpo pode fazê-lo acelerar. Quanto maior a força aplicada, maior
será a aceleração sofrida por ele. Nesse caso, três variáveis são importantes: a
intensidade da força (F), o valor da massa do corpo e a aceleração decorrente
da ação da força.
F
= m . a
F
= Força (em N); m = Massa (em kg); a = Aceleração (em m/s2)
Observe que, se uma mesma força for
aplicada em corpos com massas diferentes, quanto menor for a massa, maior a aceleração. exemplo:
| Duas pessoas empurrando um carro, aplicando forças no mesmo sentido |
:
Terceira lei de Newton: lei da ação e reação.
Segundo Newton, quando um corpo exerce uma
força sobre outro, haverá uma reação, isto é, o outro corpo exercerá uma força
de igual intensidade e direção, mas em sentido contrário.
Se você empurrar uma parede (ação), haverá
uma reação, ou seja, a parede exercerá uma força contra sua mão.
| Um homem empurra uma parede que lhe devolve a força na mesma intensidade |
O fenômeno físico descrito pela terceira
lei de Newton está presente no nosso dia a dia de forma intensa. Uma bola de tênis
pingando sobre o chão é um exemplo.
A bola exerce uma força contra o chão, e
ele exerce uma força contraria sobre a bola.
O movimento das hélices de uma lancha dentro
da água é outro exemplo.
| A hélice do barco o empurra pra frente, enquanto a água vai para trás. |
As hélices fazem um movimento dentro da água,
empurrando-a para trás. Já a água deslocada exerce uma força contraria sobre a
lancha, fazendo-a deslocar-se para o sentido oposto.
A FORÇA DE ATRITO
Quando um corpo se desloca apoiado sobre
uma superfície, pode-se observar, na maioria dos casos, o aparecimento de uma
força contrária ao movimento do corpo, denominada força de atrito.
| O atrito agindo sobre o bloco |
A força de atrito depende da natureza da superfície
de contato. Em superfícies mais polidas, o atrito é menor e o objeto que se
desloca sofre menor resistência. O mesmo não acontece em uma superfície muito
irregular, como uma lixa, por exemplo, onde há maior atrito e consequentemente
maior a resistência ao deslocamento de um objeto.
FONTE: Livro de Química e Física –
Ciências Novo Pensar – 9º Ano. Autores: Demétrio Gowdak e Eduardo Martins. Editora
FTD.
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