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A primeira lei de Newton - I
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Sabemos que quando um objeto não se move, a soma das forças que agem sobre ele é nula. Mas e quando esta soma é diferente de zero, o que acontece?
Neste caso, temos o movimento dos corpos que observamos diariamente: aviões que cruzam os céus, automóveis que percorrem as estradas, pedras que caem, pessoas que caminham, barcos que se movem, etc.
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Estas experiências diárias nos levam a pensar que para manter um objeto em movimento precisamos continuamente aplicar a ele uma força, parecendo haver uma estreita relação entre força e velocidade. Por exemplo, se o motor de um veículo é desligado, o veículo pára de se mover. Mas de que modo estes objetos se movem? Em outras palavras, como são suas trajetórias e com qual velocidade eles a percorrem? A parte da Mecânica que procura determinar o movimento dos objetos conhecendo as forças que agem sobre eles é a Dinâmica.
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A Dinâmica se baseia em três princípios (ou leis físicas) que são o resultado de inúmeras observações experimentais. Tais leis explicam o movimento dos planetas e a queda dos objetos na superfície da Terra, sendo usadas não só para construir satélites artificiais, enviá-los ao espaço e mantê-los em órbita, mas também para projetar um automóvel ou um navio. Seu desenvolvimento inicial data de mais de três séculos atrás, com os trabalhos de Galileu e Newton. O primeiro destes princípios é o chamado princípio da inércia.
Mas o que é inércia? Acompanhe a seqüência de imagens a seguir, tenho certeza que você já viveu uma situação semelhante, e vai entender rapidamente o que a inércia significa. |
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As previsões da Dinâmica são válidas para uma faixa de fenômenos bastante ampla, deixando no entanto de serem corretas em dois importantes limites:
- limite dos corpos de dimensões muito reduzidas, comparáveis ou inferiores às dimensões atômicas (corpos microscópicos);
- limite dos corpos que se movem a velocidades muito grandes (próximas da velocidade da luz).
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Você está tomando seu refrigerante dentro do carro, que percorre a estrada com velocidade constante de 40 km/h. Tudo está muito bem. De repente, um cão atravessa na frente do carro e para não atropelar o animal pára bruscamente. O que acontece com você no momento em que o carro aciona os freios? E com o seu refrigerante?
Bem, o refrigerante caiu sobre você, molhando você e o banco do carro. Mas por que isto aconteceu? Devido à inércia. Vamos explicar isto melhor: quando você está tomando seu refrigerante dentro do carro que se move a 40 km/h, a sua velocidade e a do refrigerante são também iguais a 40 km/h.
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Quando o carro pára de repente, para não atropelar o cão, você e o refrigerante continuam a se mover, embora o carro esteja parado. Este é o princípio da inércia, que pode ser entendido como a tendência dos corpos de manterem o seu movimento. É por isso que o uso do cinto de segurança é tão importante nos veículos: numa freada brusca, as pessoas são lançadas ao pára-brisa do veículo, porque continuam a se mover com a velocidade que o carro andava da freada, devido ao princípio da inércia.
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Mas como é esta velocidade que temos quando estamos “movidos” pela inércia? Ela é constante?
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