1ª Lei de Newton (princípio da inércia): Quando a
resultante das forças
que atuam sobre um
corpo for nula, esse corpo permanecerá em
repouso ou
em
movimento retilíneo uniforme.
Antes de passarmos à discussão das idéias contidas nesse 1º princípio,
vejamos o significado de suas palavras. A expressão “resultante das
forças que atuam sobre um corpo for nula” é, para nós, sinônimo de
equilíbrio. Esse equilíbrio pode manifestar-se de duas formas:
R = 0 => equilíbrio
Mas perceba que, no enunciado da lei, Newton apresenta, em primeira
análise, dois fatos decorrentes da situação “resultante das forças
nula” (R = 0):
• O corpo permanece em repouso. Não discutiremos essa idéia, por se
tratar do resultado mais simples e intuitivo contido na 1ª lei.
• O corpo permanece em movimento retilíneo uniforme. Nessa segunda parte do enunciado, Newton contradiz Aristóteles
na medida em que passa a admitir a possibilidade de movimento na
“ausência de forças” (R = 0) : Isso, como vimos, era categoricamente
negado por Aristóteles. Vejamos como podemos chegar a essa mesma
conclusão, através da experiência a seguir:
Se um ponto material estiver livre da ação de forças, sua velocidade
vetorial permanece constante. Galileu, estudando uma esfera em repouso
sobre um plano horizontal, observou que, empurrando-a com determinada
força, ela se movimentava. Cessando o empurrão (força), a esfera
continuava a se mover até percorrer determinada distância. Verificou,
portanto, que a esfera continuava em movimento sem a ação de uma força
e que a esfera parava em virtude do atrito entre a esfera e o plano
horizontal. Polindo o plano horizontal, observou que o corpo se
movimentava durante um percurso maior após cessar o empurrão. Se
pudesse eliminar completamente o atrito, a esfera continuaria a se
movimentar, por inércia, indefinidamente, sem retardamento, isto é, em
movimento retilíneo e uniforme.
A figura logo acima representa uma nave espacial livre de ações
gravitacionais significativas do resto do universo. Com seus motores
desligados, a força propulsora da nave é nula, porém ela mantém o seu
movimento com velocidade constante, segundo o
princípio da inércia.
Analisemos agora o caso de um bloco preso a um fio, que está atado a um
pino fixo em uma mesa horizontal e perfeitamente lisa. Posto em
movimento, esse bloco passará a se deslocar em movimento circular
uniforme em torno do pino, como vemos na figura.
Embora o valor da velocidade venha a permanecer constante, podemos
perceber que a direção de v é alterada de ponto para ponto da
trajetória, graças à ação do fio sobre o corpo, ou seja, o fio é
responsável pela presença de uma força F , perpendicular à direção de v
, é incapaz de alterar o valor da velocidade, mas altera a direção da
velocidade v .
A partir dos exemplos do bloco, podemos perceber que, sempre que
alterarmos o estado de movimento de um corpo, ou, em outras palavras,
sempre que alterarmos a velocidade vetorial v de um corpo, é necessário
que sobre o mesmo atue uma força F .
Generalizando temos: Força F será toda ação capaz de alterar a velocidade vetorial v de um corpo.
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