1ª Lei de
Newton
Como surgiu?
• A primeira lei de Newton surgiu com uma simples maçã
que ao cair de uma árvore caiu em cima da cabeça do Sr.
Isaac Newton.
• Este interrogou-se sobre a queda da maçã.
• Ao relacionar a aceleração em queda livre e a aceleração
num plano inclinado, em função da inclinação nula, e ao
enunciado da lei da inércia na sua forma mais primitiva:
Um corpo que não é actuado por nenhuma força, tem
movimento rectilíneo e uniforme.
Na verdade a lei da inércia tem um
significado mais profundo, tendo sido
mais tarde enunciada por Newton. É
hoje também conhecida por Primeira
Lei de Newton
Que diz que: um corpo permanece em
repouso ou em movimento rectilíneo e
uniforme se a força resultante que
actua sobre ele for nula.
Força nula
Um corpo tende naturalmente a manter a
sua velocidade, mesmo quando esta é
nula, sendo apenas perturbado sob a
acção de forças. Há inércia às alterações
do estado de movimento; inércia como
resistência à variação.
• Todos os corpos permanecem em repouso
ou em movimento rectilíneo e uniforme se
a força resultante que actua sobre eles for
nula
• De facto, se a força resultante sobre um
corpo for nula , a aceleração do corpo é
zero ( ma= o/ a=o ) 0 então o corpo está
em repouso ou em movimento rectilíneo e
uniforme.
•
R=0
a=0
A análise a lei de Newton
A primeira vista a primeira lei de Newton
parece contrariar as nossas experiências de
senso comum. Aceita-se facilmente que um
corpo em repouso permaneça em repouso.
Mas, que um corpo em movimento rectilíneo e
uniforme tenda a manter a sua velocidade
constante… Não é o que sentimos quando
empurramos um corpo, exercemos uma força
sobre ele, e o vemos parar ao fim de alguns
instantes.
•
Esta experiência do dia-a-dia não contradiz, de todo
a 1ª lei de Newton, pois efectivamente o que
acontece neste caso é que ocorrem 2 momentos
distintos:
• A- Enquanto empurramos o corpo a velocidade é
constante.
•
R=F
+F =0
exercida
atrito
• B- Quando largamos o corpo
•
R = F # 0 ( O corpo desloca-se
•
até parar)
• Agora a F
=0
atrito
exercida
• Se eliminarmos a força de atrito a 1º lei de
Newton poderá então ser verificada
experimentalmente: mesa de ar.
• A única força de atrito envolvida é a
resistência do ar, que é praticamente
imperceptível na gama de velocidades que
utilizamos. Podemos assim admitir que a
experiência é efectuada a velocidade
constante.
Diagrama do corpo livre
•
Este diagrama é utilizado para representar
de forma esquemática, as forças que
actuam num determinado corpo, e que
permite determinar a sua resultante.
Admitimos que as suas dimensões não
afectam do problema . Todas as forças que
actuam num determinado corpo são
considerados como actuando num único
ponto.
• Exemplo
• Como o corpo está em equilíbrio estática,
pela 1ª lei de Newton
•
a=0eR=0
• Assim, utilizando o sistema de
coordenadas representado no diagrama
de corpo livre; R + P = 0 sendo
• R = R^j ; P = P (-^j), temos R^j +P(-^j) =0
R=P
• A propriedade que permite somar as
forças como vectores, denominam-se
Princípio da Sobreposição.
• Outros exemplos
• Um foguete no espaço pode se movimentar
sem o auxílio dos propulsores apenas por
Inércia.
Quando os propulsores do foguete são
desligados ele continua seu movimento em
linha recta e com velocidade constante.
• Quando você sente o friozinho na barriga
quando anda na montanha russa por
exemplo, seu estômago por inércia tem a
tendência de permanecer parado enquanto o
seu corpo acompanha o carrinho.
• Um referencial onde a 1ª Lei de Newton é
válida diz-se referencial de inércia. É um
referencial em relação ao qual a = o , para
todo e qualquer corpo sujeito a uma força
resultante nula
• Qualquer referencial acelerado ( a # 0 )
relativamente a um referencial inercial
denomina-se referencial não inercial.
• O sistema de coordenadas ou de referência
que usualmente se utiliza para um corpo
sobre ou junto à superfície da Terra é um
referencial cuja origem está fixa
relativamente a um ponto da superfície da
Terra, e cujos eixos coincidem com a
horizontal e a vertical. A tal sistema de
referência denominamos referencial
solidário com a superfície da Terra.
• Contudo, os referenciais de inércia constituem uma
abstracção teórica. A Terra roda sobre o seu eixo uma
vez por dia, e percorre uma órbita em torno do Sol num
ano.
• Devido à rotação da Terra este referencial solidário com
a Terra no equador tem uma aceleração de 0,034 m.s-2
em direcção ao centro da Terra e devido ao movimento
orbital o centro da Terra tem uma aceleração de 0,006
m.s-2 em direcção ao Sol. Como estas acelerações são
pequenas, os seus efeitos são geralmente
insignificantes quando consideramos problemas na
Terra.
• Assim, a menos que se diga o contrário, admitimos que
o referencial solidário com a Terra pode ser tratado
como referencial de inércia.
Conclusão
• A primeira lei de Newton consiste em um
corpo permanecer em repouso ou em
movimento rectilíneo e uniforme se a
força resultante que actua sobre ele for
nula.
Trabalho realizado por:
Álvaro
André
Bruno
Cristovão
Diego
Dinis
Diogo Andrade
Diogo Mendes
Fernando
Hélio
Luis
Marco
Micael Estrada
Micael Leal
Miguel
Nuno
Paulo Agostinho
Paulo Neves
Pedro
Roberto
Samuel
Tiago