Primeira Lei de Newton

A primeira lei de Newton, também conhecida como lei da inércia, estabelece que, se a força resultante sobre um corpo for nula (igual a zero), esse corpo estará em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Confira a tradução do enunciado original da primeira lei de Newton:

A inércia é uma propriedade da matéria que mede a resistência que um corpo oferece ao ser acelerado. Quanto maior for a inércia de um corpo, maior será a força necessária para alterar seu estado de movimento. Além disso, a inércia de um corpo é quantitativamente igual à sua massa. Por isso, de acordo com Sistema Internacional de Unidades (SI), pode ser medida em quilograma (kg).

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Referencial inercial

Assim como as demais leis de Newton, a lei da inércia só é válida para referenciais inerciais. Assim, o ponto onde se encontra o observador dos movimentos não pode ser acelerado, portanto, ele deve mover-se com velocidade constante ou estar parado.

O quadro esquemático abaixo facilitará sua compreensão acerca da primeira lei de Newton:

Todo corpo em equilíbrio de forças encontra-se em repouso ou em movimento retilíneo uniforme.

Entendendo a primeira lei de Newton

Podemos testar o comportamento da inércia com experimentos simples. Um deles consiste em apoiar um pequeno pedaço de cartolina em cima de um copo. Em seguida, coloca-se uma moeda em cima da cartolina. Ao puxarmos ou empurrarmos rapidamente a cartolina, a moeda cairá em linha reta, dentro do copo. Isso ocorre graças à inércia da moeda, ou seja, à sua tendência de permanecer em repouso.

Puxando-se rapidamente a cartolina, a moeda permanece em repouso, pois a força de atrito não foi suficiente para movê-la.

Outro fato interessante sobre a inércia é que só é possível percebê-la se estivermos em um referencial acelerado. Por exemplo: se você estiver dentro de um trem de janelas fechadas, equipado com um bom sistema de amortecimento e isolamento acústico, você não conseguirá dizer se o trem encontra-se parado ou em movimento.

No entanto, se esse trem fizer uma curva, acelerar ou desacelerar, você conseguirá perceber a mudança em seu movimento. Uma prova disso é que, apesar de estarmos nos movendo na mesma velocidade com que a Terra se move em torno do Sol, não somos capazes de sentir tamanha velocidade.

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Apesar de ser aceita e bem-compreendida atualmente, a noção mais recente de inércia demorou muito a ser estabelecida. Antes dos trabalhos de Galileu Galilei, acreditava-se que, para haver movimento, era necessária a ação constante de uma força capaz de impelir os corpos a moverem-se. Foi Galileu quem percebeu que, na verdade, para que um corpo inicialmente em repouso fosse colocado em movimento, bastava a ação de uma força.

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Galileu não dispunha dos recursos tecnológicos capazes de demonstrar a inércia de um corpo, por isso, recorreu a alguns experimentos mentais. Em um desses experimentos, o físico propôs a existência de uma superfície perfeitamente polida, que não exercesse qualquer atrito com um corpo que fosse apoiado sobre ela. De acordo com seu raciocínio, um corpo colocado em movimento sobre essa superfície perfeitamente lisa jamais pararia:

Após iniciar seu movimento, o corpo deslizaria eternamente, com velocidade constante, pela superfície perfeitamente lisa.

A conclusão de Galileu com o experimento proposto acima foi que, se não houvesse forças contrárias ao movimento do corpo, como a força de atrito, o corpo deveria mover-se em linha reta indefinidamente.

Posteriormente, Isaac Newton determinou a lei da inércia, atribuindo a ela uma definição matemática precisa por meio da segunda lei de Newton. Dessa forma, Newton foi capaz de relacionar a inércia de um corpo com a força resultante sobre ele e com a aceleração adquirida.

Exemplos da primeira lei de Newton

Cotidianamente, podemos fazer diversas atividades com base na primeira lei de Newton. Confira algumas dessas situações:

• Se uma pessoa estiver dentro de um trem ou de um ônibus que se move com velocidade constante e jogar uma bolinha de papel para cima, a bolinha deverá cair de volta em sua mão. Isso indica que a pessoa, o meio de locomoção e a bolinha movem-se com a mesma velocidade. Além disso, a bolinha apresenta uma inércia capaz de mantê-la em movimento com a mesma velocidade.

• Ao frearmos ou acelerarmos um carro, somos “lançados” para frente e para trás, respectivamente. Apesar de parecer que há uma força nos movendo, o que sentimos refere-se à tendência de permanecermos em repouso ou em movimento uniforme.

• Em uma curva muito fechada, somos “espremidos” contra a porta do carro. Isso ocorre porque uma força centrípeta, que aponta para o centro do curva, faz o carro virar. Dessa forma, nossa inércia age na mesma direção dessa força, porém em sentido contrário.

• Uma forma de fixarmos a cabeça de um martelo é batendo a base de seu cabo contra uma superfície. Como a cabeça do martelo tem uma inércia relativamente grande, ela ficará em repouso enquanto o cabo do martelo subirá, fixando-a.