Leis de Newton

Rosimar Gouveia

Professora de Matemática e Física

As Leis de Newton são os princípios fundamentais usados para analisar o movimento dos corpos. Juntas, elas formam a base da fundamentação da mecânica clássica.

As três leis de Newton foram publicadas pela primeira vez em 1687 por Isaac Newton (1643-1727) na obra de três volumes "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural" (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica).

Isaac Newton foi um dos mais importantes cientista da história, tendo deixado importantes contribuições, principalmente na física e na matemática.

Primeira Lei de Newton

A Primeira Lei de Newton é também chamada de "Lei da Inércia" ou "Princípio da Inércia". Inércia é a tendência dos corpos de permanecerem em repouso ou em movimento retilíneo uniforme (MRU).

Assim, para um corpo sair do seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme é necessário que uma força passe a atuar sobre ele.

Portanto, se a soma vetorial das forças for nula, resultará no equilíbrio das partículas. Por outro lado, se houver forças resultantes, produzirá variação na sua velocidade.

Quanto maior for a massa de um corpo, maior será sua inércia, ou seja, maior será sua tendência de permanecer em repouso ou em movimento retilíneo uniforme.

Para exemplificar, pensemos num ônibus em que o motorista, que está numa determinada velocidade, se depara com um cão e rapidamente, freia o veículo.

Nesta situação, a tendência dos passageiros é continuar o movimento, ou seja eles são jogados para frente.

Segunda Lei de Newton

A Segunda Lei de Newton é o "Princípio Fundamental da Dinâmica". Nesse estudo, Newton constatou que a força resultante (soma vetorial de todas as forças aplicadas) é diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa:

Onde:

: resultante das forças que agem sobre o corpo
: massa do corpo
: aceleração

No Sistema Internacional (SI) as unidades de medida são: F (força) é indicada em Newton (N); m (massa) em quilograma (kg) e a (aceleração adquirida) em metros por segundo ao quadrado (m/s²).

Importante ressaltar que a força é um vetor, ou seja, possui módulo, direção e sentido.

Dessa forma, quando várias forças atuam sobre um corpo, elas se somam vetorialmente. O resultado desta soma vetorial é a força resultante.

A seta acima das letras na fórmula representa que as grandezas força e aceleração são vetores. A direção e o sentido da aceleração serão os mesmos da força resultante.

Terceira Lei de Newton

A Terceira Lei de Newton é chamada de "Lei da Ação e Reação" ou "Princípio da Ação e Reação" no qual toda força de ação é correspondida por uma força de reação.

Dessa maneira, as forças de ação e reação, que atuam em pares, não se equilibram, uma vez que estão aplicadas em corpos diferentes.

Lembrando que essas forças apresentam a mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos.

Para exemplificar, pensemos em dois patinadores parados um de frente para o outro. Se um deles der um empurrão no outro, ambos irão se mover em sentidos opostos.

Resumo da Lei de Newton

No mapa mental abaixo temos os principais conceitos envolvidos nas três leis de Newton.

Exercícios resolvidos

1) UERJ - 2018

Em um experimento, os blocos I e II, de massas iguais a 10 kg e a 6 kg, respectivamente, estão interligados por um fio ideal. Em um primeiro momento, uma força de intensidade F igual a 64 N é aplicada no bloco I, gerando no fio uma tração T_A. Em seguida, uma força de mesma intensidade F é aplicada no bloco II, produzindo a tração T_B. Observe os esquemas:

Desconsiderando os atritos entre os blocos e a superfície S, a razão entre as trações corresponde a:

Confira no vídeo abaixo a resolução desta questão:

2) UFRJ - 2002

A figura abaixo mostra um sistema constituído por fios inextensíveis e duas roldanas, todos de massa desprezível. A roldana A é móvel, e a roldana B é fixa. Calcule o valor da massa m₁ para que o sistema permaneça em equilíbrio estático.

3) UERJ - 2011

No interior de um avião que se desloca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade constante de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro.

O copo, ao cair, atinge o piso do avião próximo ao ponto indicado pela seguinte letra:

a) P
b) Q
c) R
d) S

Leia também: Dinâmica: entenda o que é, os conceitos e fórmulas (com exercícios)

Não deixe de aprender mais sobre esse tema com os exercícios:

• Exercícios de Leis de Newton (comentados e resolvidos)
• Exercícios sobre a segunda lei de newton (com respostas explicadas)
• Exercícios sobre dinâmica na Física (com gabarito explicado)

Rosimar Gouveia

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.