Cinco coisas que você precisa saber sobre as leis de Newton

As leis de Newton são a base para a compreensão da Mecânica, ramo da Física que se dedica ao estudo dos movimentos. Essas leis tratam de situações extremamente cotidianas e auxiliam na compreensão de inúmeros fenômenos.

Existem observações importantes em relação às leis de Newton que podem passar despercebidas e nos levar a cometer erros de interpretação ou a não compreender de forma exata a ocorrência de fenômenos. Veja a seguir as cinco coisas que você precisa saber sobre as Leis de Newton:

1. Relação peso e força normal

A força peso é fruto do produto da massa de um corpo pela aceleração da gravidade e representa a atração que o planeta faz sobre determinado corpo. A força normal surge quando um objeto é colocado sobre uma superfície e é a força feita pela superfície sobre o objeto a fim de suportá-lo.

Essas duas forças são geralmente tratadas como se fossem um par de ação e reação, mas, segundo a terceira lei de Newton, peso e normal não são ação e reação. As forças denominadas de ação e reação atuam em corpos diferentes. Ao dar um tapa sobre uma mesa, por exemplo,existe a força feita pela mão sobre a mesa (ação) e a força feita pela mesa sobre a mão (reação). Observe que as forças atuam sobre corpos diferentes (mesa e mão). O peso e a normal atuam sobre o mesmo objeto e, por isso, não podem ser consideradas um par de ação e reação.

2. A massa e a inércia

A inércia é a tendência que um corpo possui de manter seu estado inicial de repouso ou movimento. Tal estado inicial só é alterado por meio da aplicação de uma força externa. A experiência cotidiana leva-nos a perceber que, quanto maior for a massa de determinado objeto, mais complicado será para colocá-lo em movimento ou pará-lo. Caso oposto ocorre quando a massa é pequena. Sendo assim, podemos afirmar que a massa é a medida quantitativa da inércia e indica o grau de dificuldade imposto por um objeto ao movimento ou ao repouso.

3. As leis de Newton não são válidas em todos os referenciais

O referencial é o objeto ou lugar a partir do qual as observações a respeito de movimento e repouso são feitas. É totalmente possível que um mesmo objeto esteja parado para um referencial e em movimento para outro. As leis de Newton só possuem validade quando o referencial está parado ou em movimento uniforme. Assim sendo, se alguma obervação for feita em uma aeronave em plena aceleração pré-decolagem, por exemplo, as leis de Newton não terão validade.

Atenção! A Terra não executa um movimento uniforme, mas possui um movimento ora acelerado (afélio para periélio), ora retardado (periélio para afélio), mas, para todos os efeitos, nosso planeta é considerado um referencial inercial.

4. As leis de Newton possuem limites

Caso a velocidade do objeto analisado seja muito próxima ou igual à velocidade da luz, as leis de Newton perderão a sua validade e deverão ser substituídas pela aplicação das propostas relativísticas de Einstein. Para objetos com tamanho a nível atômico, deve-se utilizar análises fundamentadas na Mecânica Quântica. Sendo assim, podemos perceber que as leis de Newton possuem limites de atuação e podem ser consideradas casos particulares de teorias maiores.

5. A segunda lei de Newton não foi escrita originalmente da forma F_R = m.a

A forma como a maioria dos livros didáticos mostra a segunda lei de Newton, o Princípio Fundamental da Dinâmica, é colocando a força como resultado do produto da massa do corpo por sua aceleração, mas, originalmente, Isaac Newton não escreveu essa equação dessa forma. Ao propor essa lei, Newton disse que a força era resultado da variação da quantidade de movimento do objeto pelo tempo. Sendo assim, podemos escrever:

F_R = ΔQ/Δt

Quantidade de movimento: Q = m.v, em que m é a massa e v é a velocidade do objeto.

F_R = m.Δv/Δt

Como a aceleração é fruto da razão da variação da velocidade pelo tempo, podemos escrever:

F_R = m. a