Dinâmica: as 3 leis de Newton conceitos iniciais


Entenda as três leis de Newton

Neste artigo, embarcaremos em uma jornada de exploração das Três Leis de Newton e sua aplicação prática. Nosso objetivo é desvendar como essas leis são essenciais para descrever os movimentos.


A dinâmica é uma das áreas fundamentais da Física que estuda o movimento dos corpos e as causas que o provocam.

Ela é uma parte importante da mecânica clássica e busca descrever como os objetos se movem e interagem uns com os outros no espaço e no tempo.

SAIBA+ 10 Experimentos de Física que você pode fazer


Conceito de Dinâmica

De acordo com as leis da dinâmica, para que um corpo esteja em movimento, é necessário que haja uma força atuando sobre ele. Essa força pode ser resultante da interação com outros corpos ou de outras fontes, como o campo gravitacional ou elétrico.

A dinâmica também estuda as leis que regem o movimento de um objeto quando este está sujeito a forças externas. A primeira lei de Newton, conhecida como Lei da Inércia, estabelece que um objeto em repouso permanecerá em repouso e um objeto em movimento permanecerá em movimento com velocidade constante, a menos que uma força externa atue sobre ele.


continua após a publicidade



A segunda lei de Newton estabelece que a força resultante que atua sobre um objeto é diretamente proporcional à aceleração do objeto. Ou seja, quanto maior a força, maior a aceleração do objeto.

Já a terceira lei de Newton estabelece que, para cada ação, há uma reação igual e oposta. Isso significa que, quando um objeto exerce uma força sobre outro objeto, este segundo objeto exerce uma força de mesma intensidade e direção oposta sobre o primeiro objeto.

A partir dessas leis, podemos entender como os objetos se movem e interagem uns com os outros no universo. A dinâmica é uma área essencial da física, pois permite explicar e prever o comportamento dos corpos e sistemas físicos em diferentes condições e circunstâncias. Ela é aplicada em diversas áreas, como na engenharia, na biologia, na geologia, na astronomia e na física aplicada em geral.

O que é força?


Na Física, força é uma grandeza vetorial que representa a interação entre dois corpos capaz de provocar uma mudança no estado de movimento ou de deformação de um objeto.


A força pode ser definida como todo agente capaz de provocar o movimento em um corpo, parar o movimento de um corpo ou deformar um corpo. Ela é medida em unidades de newton (N), que é a quantidade de força necessária para produzir uma aceleração de 1 metro por segundo ao quadrado em um objeto com uma massa de 1 quilograma.

Existem diferentes tipos de forças, como a força gravitacional, força eletromagnética, força nuclear forte e força nuclear fraca. A força gravitacional é a força que atração entre dois objetos em virtude de sua massa, enquanto a força eletromagnética é a força que surge entre cargas elétricas ou entre ímãs. As forças nucleares atuam no núcleo dos átomos e têm uma escala de atuação muito pequena.

Além disso, as forças podem ser classificadas como forças de contato ou forças à distância. As forças de contato surgem quando os objetos estão em contato físico um com o outro, enquanto as forças à distância ocorrem mesmo quando os objetos não estão em contato, como a força gravitacional. Nesse artigo, como estamos trabalhando com dinâmica, estudaremos as forças de contato.

SAIBA+ Veja as diferenças entre a velocidade da luz e a velocidade do som

Força resultante e equilíbrio na dinâmica

A força resultante, é a soma vetorial de todas as forças que atuam sobre um objeto. Ela representa a força total que age sobre o objeto e é responsável pela aceleração resultante do objeto

Na dinâmica, para calcular a força resultante, é necessário somar vetorialmente todas as forças que atuam sobre o objeto. Isso significa que, além de somar as magnitudes das forças, é preciso levar em consideração a direção e o sentido de cada uma delas.

Se a força resultante sobre um objeto é zero, significa que as forças que atuam sobre ele estão equilibradas e, portanto, o objeto permanecerá em repouso ou em movimento com velocidade constante. Por outro lado, se a força resultante é diferente de zero, o objeto sofrerá uma aceleração na direção da força resultante.

A força resultante é uma grandeza fundamental na dinâmica,e é utilizada em diversos cálculos envolvendo o movimento dos objetos. É importante lembrar que a força resultante é determinada pela soma de todas as forças que atuam sobre o objeto, independentemente do tipo de força ou do ponto de aplicação.

SAIBA+ Entenda o que são ondas transversais, longitudinais e mistas


Dinâmica e as leis de Newton

Primeira Lei de Newton

leis de newton dinamica repouso, inércia.
A inércia esta associada ao repouso, mas também está associada ao movimento sem aceleração.

Na dinâmica, a primeira lei de Newton (também conhecida como a lei da inércia), afirma que um objeto em repouso permanecerá em repouso e um objeto em movimento permanecerá em movimento em linha reta e com velocidade constante, a menos que uma força resultante atue sobre ele.


Em outras palavras, um objeto tende a resistir a mudanças em seu estado de movimento. Se ele está em repouso, ele vai ficar em repouso, e se ele está se movendo em linha reta e com velocidade constante, ele continuará se movendo assim, a menos que uma força resultante atue sobre ele.

Essa lei tem várias aplicações práticas em nossa vida cotidiana, como:

  1. Uso do cinto de segurança em um veículo: A primeira lei de Newton explica por que o uso do cinto de segurança é tão importante em um veículo. Se o veículo sofrer uma colisão, os passageiros tendem a continuar se movendo na mesma velocidade em que o veículo estava se movendo antes do impacto. O cinto de segurança exerce uma força resultante sobre o passageiro, fazendo com que ele pare juntamente com o veículo, evitando que ele seja lançado para fora do carro.
  2. Parada de uma bola rolando em um piso plano: A primeira lei de Newton também explica por que uma bola rolando em um piso plano não para imediatamente após atingir uma parede ou outra superfície. A bola continuará a se mover por um curto período após o impacto devido à inércia.
  3. Uso do freio em um veículo: Quando um veículo está em movimento, ele tende a continuar se movendo em linha reta e com velocidade constante, de acordo com a primeira lei de Newton. Para diminuir ou parar a velocidade do veículo, é necessário aplicar uma força resultante contrária à direção do movimento, como o uso do freio.

SAIBA+ Entenda como os furacões e ciclones se formam


Segunda lei de newton

Na dinâmica, a segunda lei de Newton pode ser expressa em termos de variação do momento, o que é conhecido como a forma de lei de conservação do momento linear. O momento linear de um objeto é definido como o produto da sua massa pela sua velocidade, representado pela equação

    \[p= mv\]

, onde p é o momento linear, m é a massa e v é a velocidade.

De acordo com a segunda lei de Newton, a força resultante aplicada a um objeto é igual à taxa de variação do seu momento linear em relação ao tempo, ou seja, F = Δp/Δt. Portanto, quanto maior a força aplicada a um objeto, maior será a taxa de variação do seu momento linear em relação ao tempo.

Entretanto, vamos trabalhar aqui com a sua forma simplificada e mais conhecida:


A lei estabelece que a força resultante aplicada a um objeto é diretamente proporcional à sua massa e à sua aceleração, conforme expresso pela equação \vec_{F} = m \cdot \vec_{a}, onde \vec_F é a força resultante, m é a massa do objeto e a é sua aceleração.


leis de newton dinamica

Essa lei é importante porque permite prever o movimento de um objeto quando conhecemos a força aplicada a ele e sua massa. Ela também pode ser usada para calcular a força necessária para acelerar um objeto a uma determinada velocidade, ou para determinar a massa de um objeto com base em sua aceleração e na força aplicada a ele.

Além disso, a segunda lei de Newton é fundamental para entender como as forças interagem no mundo físico. Ela descreve como uma força aplicada a um objeto pode ser transmitida a outros objetos em contato com ele, como quando empurramos um bloco sobre uma superfície áspera.

Essa lei também é importante na análise de sistemas complexos, como máquinas e estruturas, onde é necessário calcular as forças resultantes e suas consequências sobre o movimento dos componentes do sistema.

SAIBA+ Entenda o que é calor Latente e como ele influencia nos materiais.


Terceira Lei de Newton


A terceira Lei de Newton, também conhecida como o Princípio da Ação e Reação, afirma que, para toda ação, há sempre uma reação oposta e de igual intensidade. Em outras palavras, quando um objeto exerce uma força sobre outro, este objeto reage com uma força de mesma magnitude, mas em direção oposta.


Caso a menina solte o balão, o ar interno vai ser expulso numa certa velocidade empurrando o ar externo, que corresponde com uma reação de empurrar o balão no sentido contrário.

Isso significa que as forças sempre aparecem em pares, e a ação e a reação são igualmente importantes. Por exemplo, quando você empurra uma parede, a parede exerce uma força de reação oposta em você. Quando um pássaro bate as asas para voar, ele empurra o ar para baixo e o ar reage empurrando-o para cima.

As aplicações da terceira Lei de Newton estão presentes em diversas áreas da física e da engenharia. Um exemplo comum é o funcionamento dos foguetes.

Para um foguete se mover, ele deve expelir gases quentes para trás com uma força, e a ação resultante faz com que o foguete se mova para frente. Outra aplicação é na física do movimento de colisões, onde a terceira lei de Newton pode ser usada para entender a transferência de momento entre os objetos.


continua após a publicidade



A dinâmica da terceira Lei de Newton tem implicações importantes na biomecânica. Quando uma pessoa caminha ou corre, ela aplica uma força no chão para trás, e o chão reage empurrando a pessoa para frente. O mesmo princípio se aplica ao movimento dos animais nadando na água ou voando no ar.

Com base nas leis da dinâmica, é possível estudar diferentes fenômenos físicos, como o movimento dos planetas, o movimento dos corpos celestes e a dinâmica dos sistemas mecânicos. Além disso, a dinâmica é fundamental para a compreensão de muitas aplicações práticas, como a construção de pontes, aviões e carros, bem como a engenharia de sistemas mecânicos e elétricos.

Em suma, a dinâmica é uma área fundamental da física que estuda as leis que governam os movimentos dos objetos e como as forças atuam sobre eles. Compreender a dinâmica é essencial para a compreensão de uma ampla variedade de fenômenos físicos e para a aplicação prática em diversas áreas.

Para mais clique aqui.