Leis de Newton: Entenda o que são, os conceitos e como funcionam na prática

As Leis de Newton são os pilares fundamentais da mecânica clássica e explicam desde o movimento simples de uma bola de futebol até a complexa órbita dos planetas no espaço. Formuladas por Isaac Newton no século 17, essas três leis descrevem a relação entre as forças que agem sobre um corpo e o movimento resultante dessa interação.

Neste artigo, vamos ver os conceitos de inércia, dinâmica e as forças de ação e reação com exemplos práticos do dia a dia. Continue a leitura para dominar esses princípios fundamentais da física e entender como eles regem absolutamente tudo o que acontece ao nosso redor, seja em uma freada brusca de ônibus ou no lançamento de um foguete.

Navegue pelo índice se preferir:

• Quem foi Isaac Newton?
• Qual a importância de Isaac Newton para a ciência?
• Qual é a Primeira Lei de Newton?
• Como funciona a Segunda Lei de Newton?
• O que diz a Terceira Lei de Newton?
• Qual a diferença entre massa e peso nas Leis de Newton?
• Onde as Leis de Newton são aplicadas no cotidiano?
• Quais os principais erros cometidos ao estudar as Leis de Newton?

Quem foi Isaac Newton?

Isaac Newton foi um físico, matemático e astrônomo inglês, amplamente considerado um dos cientistas mais influentes de todos os tempos. Nascido em 1643, ele viveu em uma época de grande movimentação intelectual e foi responsável por consolidar o método científico, unindo a observação matemática à experimentação física.

Sua vida foi marcada por descobertas revolucionárias, sendo a mais famosa delas registrada em sua obra “Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”, publicada em 1687. 

Além das leis do movimento, Newton também desenvolveu o cálculo diferencial e integral, estudou a natureza da luz e formulou a Lei da Gravitação Universal, que explicou por que os objetos caem e como os astros se mantêm em órbita.

Qual a importância de Isaac Newton para a ciência?

A importância de Newton para a ciência é imensurável, pois ele forneceu o modelo matemático que permitiu prever o comportamento da natureza. Antes dele, as explicações sobre o movimento eram muitas vezes baseadas em suposições filosóficas.

Com Newton, a física tornou-se uma ciência exata, capaz de descrever o universo através de leis universais. Suas contribuições permitiram o avanço tecnológico que culminou na Revolução Industrial e na exploração espacial. 

Ao provar que as mesmas leis que regem o movimento de uma maçã na Terra também regem o movimento da Lua, ele unificou a física terrestre e a física celeste, criando uma visão de mundo mecânica e previsível que durou até a chegada da física quântica e da relatividade.

Qual é a Primeira Lei de Newton?

A Primeira Lei de Newton, também conhecida como a Lei da Inércia, afirma que um objeto em repouso permanecerá em repouso e um objeto em movimento continuará em movimento retilíneo uniforme, a menos que uma força externa atue sobre ele. Em termos simples, a matéria resiste a qualquer mudança em seu estado de movimento.

Essa resistência é o que chamamos de inércia. Quanto maior a massa de um objeto, maior será a sua inércia, ou seja, mais difícil será tirá-lo do repouso ou alterar a sua velocidade se ele já estiver se movendo. 

Um exemplo clássico é quando um ônibus freia bruscamente e o nosso corpo tende a continuar “indo para frente”, mantendo o movimento que tinha antes da frenagem.

Como funciona a Segunda Lei de Newton?

A Segunda Lei de Newton, ou Princípio Fundamental da Dinâmica, estabelece que a força resultante aplicada sobre um corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida. Matematicamente, ela é expressa pela famosa fórmula

F = M . a

, onde F é a força (em Newtons), m é a massa (em kg) e a é a aceleração (m/s2).

Esta lei mostra que, para uma mesma força aplicada, quanto maior a massa do objeto, menor será a aceleração que ele sofrerá. Por outro lado, se você deseja que um objeto pesado acelere rapidamente, precisará aplicar uma força proporcionalmente maior. 

É por isso que é muito mais fácil empurrar um carrinho de compras vazio do que um que está completamente cheio de mantimentos.

O que diz a Terceira Lei de Newton?

A Terceira Lei de Newton é a Lei da Ação e Reação. Ela diz que para toda força de ação, existe uma força de reação de mesma intensidade, mesma direção, mas em sentido oposto. Um detalhe fundamental é que essas forças sempre atuam em corpos diferentes, por isso elas nunca se anulam no equilíbrio de um único objeto.

Você pode observar essa lei ao caminhar: seus pés empurram o chão para trás (ação) e o chão empurra seus pés para frente (reação). Da mesma forma, um foguete decola ao expelir gases para baixo com muita força, a reação a esse movimento é o empuxo que joga o foguete para o alto, vencendo a gravidade terrestre.

Qual a diferença entre massa e peso nas Leis de Newton?

Este é um dos pontos onde as pessoas mais se confundem no estudo das Leis de Newton. Na física, massa e peso são conceitos distintos:

• Massa (m): É a quantidade de matéria de um corpo e sua unidade é o quilograma (kg). Ela é constante em qualquer lugar do universo;
• Peso (p): É uma força resultante da atração gravitacional sobre a massa de um objeto. O peso é calculado pela fórmula

P = m . g

, onde g é a aceleração da gravidade.

Dessa forma, sua massa é a mesma na Terra ou na Lua. Porém, como a gravidade da Lua é muito menor, o seu peso lá seria apenas uma fração do que é aqui. Na Terra, costumamos dizer que “pesamos” 70 kg, mas fisicamente falando, 70 kg é a nossa massa, nosso peso seria de aproximadamente 700 Newtons.

Onde as Leis de Newton são aplicadas no cotidiano?

As Leis de Newton estão presentes em praticamente todos os nossos movimentos diários, mesmo que não percebamos as fórmulas acontecendo por trás das ações.

Alguns exemplos comuns incluem:

• Cinto de Segurança: Ele serve para vencer a sua inércia. Se o carro para bruscamente, o cinto aplica uma força para impedir que seu corpo continue o movimento para frente;
• Esportes: Ao chutar uma bola, você está aplicando a Segunda Lei. A aceleração da bola depende da força do seu chute e da massa da própria bola;
• Natação: O nadador empurra a água para trás para que a água o empurre para frente, exemplificando a Ação e Reação.

Quais os principais erros cometidos ao estudar as Leis de Newton?

Ao estudar este tema para provas ou concursos, muitos alunos cometem equívocos que podem custar caro. O primeiro é acreditar que forças de ação e reação se anulam, como elas agem em corpos distintos (o pé e o chão, por exemplo), elas não podem ser somadas em um mesmo corpo para dar zero.

Outro erro frequente é esquecer de converter as unidades de medida. Para usar a fórmula da Segunda Lei, a massa deve estar sempre em quilogramas (kg) e a aceleração em metros por segundo ao quadrado (m/s2). 

Por fim, ignorar a força de atrito em problemas de dinâmica é um erro comum, pois no mundo real (diferente dos vácuos teóricos), o atrito é uma força que sempre se opõe ao movimento.

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