Explicamos o que são as leis de Newton e quais são seus fundamentos teóricos. Além disso, suas características e aplicações.
O que são as Leis de Newton?
As leis de Newton ou as leis do movimento de Newton são conhecidas como o conjunto de princípios teóricos que explicar a maioria dos fenômenos que a mecânica clássica observa e estudaum ramo da física que analisa o movimento e a energia dos corpos.
essas leis são a pedra angular da física modernajuntamente com as transformações de Galileu que, quando comparadas com as Leis da gravitação universal, permitem obter e explicar as Leis de Kepler que dão conta do movimento planetário.
Essas leis foram publicado em 1687 na obra Princípios Matemáticos da Filosofia Natural de Newton (“Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”), entre outras descobertas da mecânica e do cálculo matemático, considerada a obra científica mais importante da história da física.
Veja também: Leis da termodinâmica
Quem foi Isaac Newton?
Isaac Newton foi físico, teólogo, filósofo e matemático inglêsque é creditado com a invenção do cálculo matemático e numerosos estudos sobre óptica e luz.
Suas contribuições para a matemática e a física são numerosas e reconhecidas.como a descoberta do espectro de cores da luz, a formulação de uma lei de condução térmica, propostas sobre a origem das estrelas, estudos da velocidade do som no ar e mecânica dos fluidos.
Sua grande obra, no entanto, é a Princípios Matemáticos da Filosofia Natural e, acima de tudo, as três leis do movimento.
Antecedentes históricos de suas leis
Las especulações do filósofo grego Aristóteles sobre o movimento eles foram considerados válidos por muitos séculos, mesmo apesar das suspeitas de sua imprecisão.
Posteriores estudiosos do movimento como o espanhol Juan de Celaya e seu discípulo Domingo de Soto, continuaram os estudos do movimento uniformemente acelerado e da queda livre, lançando as bases para o que seriam mais tarde os estudos revolucionários do italiano Galileu Galilei (que introduziu os passos do método científico) e os do britânico Isaac Newton (que primeiro formulou os princípios completos do movimento).
Fundamentos teóricos
As formulações elementares de Newton partiram de a consideração do movimento como a translação de um objeto de um lugar para outroentendendo-o como um conceito relativo a uma origem que, por sua vez, pode estar em movimento em relação a outro ponto de referência, ou seja, Newton entendeu a importância de distinguir entre movimento relativo e absoluto.
newton partiu do conceito de massa (m), que ele considerava como a quantidade de matéria presente em um corpo. A quantidade de movimento é entendida como a massa multiplicada pela velocidade (v).
Primeira lei de Newton: Lei da inércia
Primeira Lei de Newton vem contradizer um princípio formulado por Aristóteles, que postulou que um corpo só pode manter seu movimento se uma força sustentada for aplicada a ele. A lei de Newton afirma que: “Todo corpo persevera em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que seja forçado a mudar seu estado por forças impressas sobre ele.”
R) Sim, um objeto em movimento ou em repouso não pode mudar de estado sem que algum tipo de força seja aplicada a ele. O movimento segundo este princípio é uma dimensão vetorial (que tem direção e sentido), e permite que a aceleração (positiva ou negativa) seja calculada a partir da variação das velocidades.
Quadros de referência inerciais
Esta primeira lei permite a definição de um tipo especial de referenciais que são conhecidos como referenciais inerciais. Com eles, É possível distinguir entre o movimento aparente de um objeto, se o observador está se movendo com ele, ou se, ao contrário, ele está em um ponto fixo em relação ao objeto em movimento:
- observadores inerciais. São aqueles em cuja perspectiva as leis de Newton se cumprem porque observam o movimento do objeto de “fora” e de um ponto estático. Se existissem, poderiam apreciar o “verdadeiro” movimento.
- observadores não inerciais. São eles que estão sujeitos a forças e, portanto, sua perspectiva de movimento é relativa, pois estão imersos no conjunto de forças no plano do objeto.
Segunda Lei de Newton: Lei Fundamental da Dinâmica
esta lei lida com a definição do conceito de força (F). Em princípio expressa: “A mudança de um movimento é diretamente proporcional à força motriz impressa nele e ocorre de acordo com a linha reta ao longo da qual essa força é impressa”. Isso significa que a aceleração de um objeto em movimento responde à quantidade de força que é aplicada para modificar seu deslocamento.
De Ali a equação fundamental da dinâmica nascepara objetos de massa constante: Força resultante (Fresultante) = massa (m) x aceleração (a). Uma força resultante atua sobre um corpo de massa constante e dá a ele uma aceleração proporcional.
Nos casos em que a massa não é constante, esta fórmula irá variar, e será escrita em função da quantidade de movimento (p), calculável de acordo com a fórmula: Momentum (p) = massa (m) x velocidade (v). Portanto:
Finternet = d(mv)/dt. Assim, a força pode ser relacionada à aceleração e à massa, independentemente de esta última ser variável.
Conservação do momento
Este princípio, que decorre da Segunda Lei de Newton, permite-nos descrever a física das colisões entre objetos em movimento:
- Choque elástico. Momentum (p) e energia cinética de objetos em colisão são conservados.
- Choque inelástico. O momento do sistema dos dois corpos (p) é conservado, mas não a energia cinética dos objetos em colisão. Ambos os corpos podem sofrer deformações e aumento de temperatura, podendo permanecer presos um ao outro após a colisão.
Terceira lei de Newton: princípio da ação e reação
Esta lei estipula: “Uma reação igual corresponde a toda ação, mas na direção oposta, ou seja, as ações mútuas de dois corpos são sempre iguais e dirigidas na direção oposta.” Isso significa que Para cada força exercida sobre um objeto, o objeto exerce uma força igual, mas na direção oposta. sobre o primeiro.
Assim, se dois objetos 1 e 2 interagirem, a força exercida por 1 sobre 2 será igual em magnitude àquela exercida por 2 sobre 1, mas de sinal oposto: F12 = F21. A primeira será denominada “ação” e a segunda “reação”.
prova da terceira lei
É simples demonstrar esta terceira lei a partir de experimentos cotidianos. Por exemplo, quando duas pessoas de peso semelhante se empurram ambos recebem o impulso, mas são disparados na direção oposta. A mesma coisa acontece quando quicamos uma bola na parede: ela será lançada na direção oposta com a mesma força que aplicamos a ela quando a lançamos.
Contribuições pós-Newton
Seguindo as formulações de Newton, muitos cientistas posteriores estudaram os princípios e os simplificaram para aplicação em sistemas não inerciais, como Jean d’Alembert em su tratado de dinâmica (1743) ou Louis de Lagrange no século XIX.
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