Leis de Newton e força
lml 04-04-2008 GTM 1 @ 03:21
Em 1642, alguns meses após a morte de Galileu Galilei, nascia Isaac Newton. Aos 23 anos de idade, Newton havia desenvolvido suas famosas leis do movimento, derrubando de vez as idéias de Aristóteles que dominaram as grandes mentes por 2000 anos. A primeira lei é o estabelecimento do conceito de inércia, proposto antes por Galileu. A segunda lei relaciona a aceleração à sua causa, a força. A terceira lei é a bem conhecida 'Lei da Ação e Reação'. Essas três leis apareceram em um dos mais importantes livros: o PRINCIPIA de Newton.
| 1. A força da mão acelera a caixa; |  |
1. A força da mão acelera a caixa; |  |
| 2. Duas vezes a força produz uma aceleração duas vezes maior; | 2. A mesma força sobre uma massa duas vezes maior, causa metade da aceleração; | ||
| 3. Duas vezes a força sobre uma massa duas vezes maior, produz a mesma aceleração original. | 3. Sobre uma massa três vezes maior, causa um terço da aceleração original. |
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| Essa lei pode ser expressa matematicamente como: |
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Quando a massa é dada em Kg e a aceleração, em m/s2, a unidade de força será kg.m/s2, chamada de Newton (N).
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| A 3a Lei de Newton |
| A terceira lei estabelece que, quando dois corpos interagem, a força que o corpo 1 exerce sobre o corpo 2 é igual e oposta à força que o corpo 2 exerce sobre o corpo 1: F12 = - F21(Repare que a expressão acima é vetorial. Ou seja o vetor F12 é igual a menos o vetor F21).Esta lei é equivalente a dizer que as forças semrpe ocorrem em pares, ou que uma única força isolada não pode existir. Neste par de forças, uma é chamada de ação, e a outra, de reação.A forças de ação e reação são iguais em intensidade (módulo) e direção, mas possuem sentidos opostos. E sempre atuam em corpos diferentes, assim nunca se anulam.Como exemplo, imagine um corpo em queda livre. O peso (P = m × g) deste corpo é a força exercida pela Terra sobre ele. A reação à esta força é a força que o corpo exerce sobre a Terra, P' = - P. A força de reação, P', deve acelerar a Terra em direção ao corpo, assim como a força de ação, P, acelera o corpo em direção à Terra. Entretanto, como a Terra possui uma massa muito superior à do corpo, sua aceleração é muito inferior àquela do corpo (veja a 2a Lei). |
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Força |
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O que é força?
Um tipo de força com a qual todos estão familiarizados é o peso. É a quantidade de força que a Terra exerce sobre você. Há dois pontos interessantes sobre essa força:
Quando você sobe em uma balança de banheiro (em inglês), você exerce força sobre ela. A força que você aplica comprime uma mola que move uma agulha. Quando você atira uma bola de beisebol, aplica uma força sobre ela, que a faz acelerar. Um motor de aeroplano cria uma força que empurra o avião pelo ar. Os pneus do carro exercem uma força sobre o chão, que faz o carro continuar andando. Força provoca aceleração. Se você aplicar força em um carrinho de brinquedo (empurrando-o com a mão), ele se movimentará. Isso pode parecer simples, mas é um fato muito importante. O movimento do carro é controlado pela Segunda Lei de Isaac Newton, que forma a base da mecânica clássica. A Segunda Lei de Newton estabelece que a aceleração (a) de um objeto é diretamente proporcional à força aplicada (F), e inversamente proporcional à massa do objeto (m). Isto é, quanto maior a força que você aplicar a um objeto, maior o grau de aceleração e quanto mais massa tiver o objeto, menor o grau de aceleração. A Segunda Lei de Newton é normalmente resumida em uma equação: a = F/m, ou F = ma Para homenagear o feito de Newton, a unidade padrão de força no sistema SI (Sistema Internacional), recebeu o nome de newton. Um newton (N) de força é suficiente para acelerar 1 quilograma (kg) de massa na taxa de 1 metro por segundo ao quadrado (m/s2). De fato, é assim que força e massa são definidas. Um quilograma é a quantidade de massa que 1 N de força acelera a uma taxa de 1 m/s2. Em unidades inglesas, o slug é a quantidade de massa que 1 libra de força acelera em 1 pé/s2, e uma libra-libra (pound mass) é a quantidade de massa que 1 lb de força vai acelerar à razão de 32 pés/s2. A Terra exerce uma força para acelerar objetos que caem à taxa de 9,8 m/s2, ou 32 pés/s2. Nas equações, esta taxa é referida como g. Se você soltar algo da beira de um penhasco, em cada segundo de queda o objeto vai ser acelerado em 9,8 m/s. Assim, se cair durante cinco segundos, vai atingir a velocidade de 49 m/s. É um grau de aceleração bastante rápido. Se um carro acelerar dessa forma, atingirá cerca de 100 km/h (aproximadamente 60 mph) em menos de três segundos. |
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