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Física

Primeira Lei de Newton: Definição e Aplicações

Confira aqui, em detalhes, o que é a primeira lei de newton, também conhecida como lei da inércia. Veja também exemplos e aplicações dessa lei.

Autor Representação de uma pessoa Denis Data Representação de um calendário 20/09/2019 Tempo Representação de um relógio 6min  de leitura

A primeira lei de Newton, também conhecida como lei da inércia, nos diz que:

” Todo corpo tende a permanecer em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo e uniforme a menos que uma força resultante não nula seja exercida sobre ele. “

Note que essa lei trata de corpos onde a resultante das forças atuantes é nula, ou seja, onde existe um equilíbrio de forças em todas as direções. Para corpos nessa situação, existem duas possibilidades de movimento: repouso ou movimento retilíneo e uniforme.

É importante lembrar que a primeira lei de newton só é válida em referenciais inerciais, ou seja, em referenciais não acelerados.

1ª Lei de Newton: Corpos em Repouso

Dizemos que um corpo está em repouso quando a sua velocidade é nula, ou seja, quando o corpo está completamente parado.

A primeira lei de newton nos diz que um corpo em repouso continuará em repouso até que uma força resultante não nula atue sobre ele.

Por exemplo, imagine uma caixa sobre uma mesa plana, as forças que atuam sobre essa caixa são a força peso (P) e a normal (N). Ambas se cancelam e, portanto, a força resultante sobre a caixa é nula e ele nunca irá se mover:

O diagrama de forças de uma caixa em repouso. As forças peso e normal se anulam, logo, a força resultante é nula.
As forças peso (P) e normal (N) se anulam, logo, a força resultante é nula.

Para colocar esse corpo em movimento, é necessário exercer uma força (F) sobre ele. Nesse caso a força resultante não é nula e por isso o objeto deixa o repouso:

Exemplo primeira lei de newton: O diagrama de forças de uma caixa sendo empurrada. A normal e o peso se anulam, porém a força do empurrão não, logo, essa é a força resultante que atua sobre o corpo.
A força do empurrão é a força resultante sobre o corpo.

1ª Lei de Newton: Corpos em Movimento Retilíneo Uniforme

Dizemos que um corpo está em movimento retilíneo e uniforme (MRU) quando ele possui uma velocidade constante não nula e percorre uma trajetória em linha reta.

A primeira lei de Newton nos diz que um corpo em movimento retilíneo e uniforme continuará em sua mesma trajetória e com a mesma velocidade até que uma força resultante não nula atue sobre ele.

Isso significa que, para pararmos um objeto em movimento, precisamos exercer uma força contrária ao seu movimento, caso contrário ele não irá parar.

Certo, mas então por que, quando lançamos uma bola linearmente sobre o chão, ela para depois de um tempo? Ele não deveria continuar em linha reta por tempo indeterminado?

Uma bola girando sobre o chão. A força de atrito atua no sentido contrário da velocidade do corpo.

Deveria, porém, essa bola está em contato com o chão durante toda a sua trajetória. Sendo assim, sempre existe uma força contrária ao seu movimento: a força de atrito. Essa força vai reduzindo a velocidade da bola até ela parar de se mover.

Inércia

A primeira lei de newton é conhecida também como lei da inércia. Tá, mas o que é inércia?

Inércia é a propriedade dos corpos de se opor a uma alteração no seu estado de movimento.

Se o corpo está em repouso, ele irá se opor a entrar em movimento, por isso precisamos de uma força para movê-lo.

O mesmo se aplica para um corpo em movimento retilíneo e uniforme: ele irá se opor a mudar de velocidade ou parar, por isso precisamos exercer uma força sobre ele para isso.

É importante lembrar também que a inércia varia de corpo para corpo, ou seja, alguns corpos resistem mais a uma alteração no seu movimento do que outros: corpos com mais massa, possuem maior inércia!

É por isso que é mais fácil colocar em movimento (ou parar o movimento de) um corpo leve do que um corpo pesado.

Portanto, podemos considerar a massa como a medida da inércia de um corpo.

Exemplo – 1ª Lei de Newton

Exemplo de primeira lei de newton:
Na primeira imagem, um carro está se movendo com um forno micro-ondas sobre seu teto.
Na segunda imagem, o carro freia e o forno é atirado para frente.

Observe a imagem ao lado. Nela, um automóvel se move com velocidade constante carregando um forno micro-ondas.

Quando o carro freia bruscamente, o forno é atirado para frente, por que isso acontece? A primeira lei de newton explica:

Durante todo o percurso, o forno estava em MRU com a mesma velocidade do automóvel. Quando esse freou, nenhuma força estava atuando horizontalmente sobre o forno, logo, por inércia, ele tende a manter exatamente o mesmo movimento para frente, até que uma força o impeça de continuar.

Na verdade, existe sim uma força atuando horizontalmente sobre o forno: a força de atrito com o teto do carro. Porém, como na maioria dos exercícios de física, ela foi desconsiderada nesse exemplo e, mesmo se fosse considerada, não seria suficientemente intensa para manter o forno preso ao automóvel.

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