Trabalho de Mec. Geral

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Sumário
Introdução	4
Lei da Inércia ou Primeira Lei de Newton	5
Segunda Lei de Newton	6
Terceira Lei de Newton	7
Conclusão	9
Anexo A	10
Referências Bibliográficas	11
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Introdução
Os princípios básicos da dinâmica foram formulados por Galileu e por Newton. Sabemos todos por experiência que o movimento é afetado pela ação do que costumamos chamar de “forças”. Nossa ideia de força está diretamente ligada ao esforço muscular, e sabemos que exercendo “forças” deste tipo, somos capazes de colocar objetos em movimento ou, mais geralmente, alterar seu estado de movimento. A relação que existe entre uma força e a aceleração produzida por ela foi descoberta por Isaac Newton. O estudo dessa relação, da forma como foi apresentada por Newton, é chamado de “mecânica newtoniana”. Essa mecânica não pode ser aplicada em todas as situações. Se as velocidades dos corpos forem muito altas, comparáveis com a velocidade da luz, a mecânica newtoniana deve ser substituída pela teoria da relatividade restrita de Einstein, que é valida para qualquer velocidade. Se as dimensões dos corpos envolvidos são muito pequenas, da ordem das dimensões atômicas, a mecânica newtoniana deve ser substituída pela mecânica quântica. Mesmo assim, a mecânica de Newton pode ser aplicada ao estudo desde corpos muito pequenos até o movimovimento de galáxias.
Sir Isaac Newton nasceu em quatro de janeiro de 1643 na cidade de Londres e foi um cientista inglês, mais reconhecido como físico e matemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista, filósofo natural e teólogo. Sua obra, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, é considerada uma das mais influentes em História da ciência. Publicada em 1687, esta obra descreve a lei da gravitação universal e as três leis de Newton, que fundamentaram a mecânica clássica.
Ao demonstrar a consistência que havia entre o sistema por si idealizado e as leis de Kepler do movimento dos planetas, foi o primeiro a demonstrar que o movimento de objetos, tanto na Terra como em outros corpos celestes, são governados pelo mesmo conjunto de leis naturais. O poder unificador e profético de suas leis era centrado na revolução científica, no avanço do heliocentrismo e na difundida noção de que a investigação racional pode revelar o funcionamento mais intrínseco da natureza.
Primeira Lei de Newton
Lei da Inércia
Até ao início do século XVII, pensava-se que para manter um corpo em movimento era necessário que atuasse uma força sobre ele. Essa ideia foi revista por Galileu, que afirmou:
"Na ausência de uma força, um objeto continua a mover-se com movimento retilíneo e com velocidade constante".
Galileu chamou de Inércia à tendência que os corpos apresentam para resistirem à mudança do movimento em que se encontram.
Alguns anos mais tarde, Newton com base nas ideias de Galileu, estabelece a primeira lei do movimento, também conhecida como Lei da Inércia:
"Quando a resultante das forças que atuam sobre um corpo for nula, esse corpo permanecerá em repouso ou em movimento retilíneo uniforme".
Por outras palavras, isto quer dizer que, se qualquer coisa está em repouso, terá tendência a continuar em repouso, até que alguma força atue sobre esse corpo. Por outro lado, se estiver em movimento, terá também tendência a continuar o seu movimento, até que uma força atue sobre si.
Quanto maior for à massa de um corpo, maior será a sua tendência para manter a sua velocidade. A esta propriedade chamamos inércia.
A expressão "resultante das forças que atuam sobre um corpo for nula" é, para nós, sinónimo de equilíbrio.
Esse equilíbrio pode manifestar-se de duas formas:
Quando a força que atua sobre o corpo é nula (Fr=0) => A aceleração é zero => equilíbrio (pode ser estático ou dinâmico)
 O equilíbrio é estático => Repouso (velocidade zero)
 O equilíbrio é dinâmico => Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) (velocidade constante e diferente de zero).
O princípio da inércia explica porque é que as pessoas se ferem em acidentes automobilísticos. Enquanto os carros diminuem a sua velocidade de forma brusca, devido à colisão, a tendência das pessoas é manterem-se em movimento. Daí resulta que os corpos são projetados contra os para-brisas ou outras partes do carro.
O uso do cinto de segurança tenta minimizar este efeito, fixando as pessoas ao veículo.
Este princípio explica também porque é que somos projetados para trás, quando o automóvel arranca rapidamente.
Segunda Lei de Newton
A Segunda Lei de Newton (princípio fundamental da dinâmica) afirma que:
“A resultante das forças que agem sobre um corpo de massa constante se dá pelo produto dessa mesma massa pela aceleração resultante.”
F⃗ R= m ⋅ a⃗ 
Ou seja, o que vai fazer um corpo modificar seu estado original (seja iniciar um movimento, mudar sua trajetória ou parar) será a resultante de todas as forças que agem sobre este. A equação acima nos fornece a resultante dessas forças e é chamada de equação fundamental da dinâmica.
Exemplo: Imagine uma brincadeira de cabo de guerra – cada equipe puxa a extremidade de uma corda para si. No meio da corda tem um nó e ganha a equipe que conseguir fazer esse nó passar para o seu lado no campo. Se as duas equipes puxam a corda com a mesma intensidade (força) elas se anulam e a corda não se move. No entanto, se uma equipe puxa a corda com um pouco mais de força, vai conseguir fazer a corda se mover em sua direção e ganhará o jogo. Repare que ambas as equipes aplicaram força na corda, mas aquela que teve maior força gerou uma força resultante em sua direção. Assim, perceba que a aceleração vai ter direção e sentido coincidentes à força resultante, pois é esta (a força resultante) que vai dar aceleração ao corpo.
De acordo com suas causas, eis dois exemplos de forças: 
Força Peso (P): força de atração que a Terra (por meio da aceleração da gravidade - g) exerce sobre um corpo. Estamos todos (pessoas, animais, objetos e afins) presos a Terra, pois a todo o momento somos atraídos para o seu centro. Assim, sempre que lançamos uma bola para o alto, por exemplo, ela retornará a Terra.
P⃗ = m ⋅ g⃗ 
Força Elástica (F): força gerada devido à deformação de uma mola. Se uma mola é comprimida ou distendida, sua tendência é voltar ao seu estado normal.
F= k ⋅ x
No caso da força elástica, para facilitar, seu valor é dado por uma fórmula (Lei de Hooke) que leva em conta as características da mola e não da massa que está presa a ela. Na equação acima, k é a constante elástica da mola (unidade: N/m), que caracteriza sua capacidade de voltar ao estado normal quando deformada; e x é a deformação (em metros – m) que a mola sofre.
Terceira lei de Newton
A terceira lei de Newton ou princípio da ação-reação
Quando um sistema interatua com outro sistema, exercem-se sempre forças simultâneas que têm:
 a mesma linha de ação;
 a mesma intensidade;
 sentidos opostos.
No entanto, estas forças estão aplicadas em corpos diferentes, nunca se anulam.
F12 = - F21
Diz-se, sempre que se verifique uma interação, que as forças atuam aos pares.
As duas forças que interatuam constituem um par ação-reação.
É indiferente considerar qualquer delas como ação ou reação.
A terceira Lei de Newton pode enunciar-se do seguinte modo:
"Se um corpo exerce uma força sobre outro, este reage e exerce sobre o primeiro uma força de intensidade e direção iguais, mas sentido oposto”.
Isaac Newton.
Como exemplo, imagina um corpo em queda livre.
O peso (P = m × g) deste corpo é a força exercida pela Terra sobre ele. A reação a esta força é a força que o corpo exerce sobre a Terra, P' = - P. A força de reação, P', deve acelerar a Terra em direção ao corpo, assim como a força de ação, P, acelera o corpo em direção a Terra.
Sendo a massa da Terra muito superior à do corpo, a sua aceleração é muito inferior à do corpo (consulta a segunda Lei de Newton).
Quando um jogador de futebol cabeceia uma bola, ele consegue mudar a trajetória da mesma, pois exerce uma força sobre ela. No entanto é razoável pensar que a bola também exerceuma força sobre a cabeça do jogador, afinal ele sente o impacto da bola. Ao sentar sobre uma cadeira, a gravidade exerce uma força sobre nós da mesma forma que cadeira também o faz, pois não atravessamos a cadeira e caímos no chão – a cadeira nos “segura”.
Então, podemos concluir que cada vez que um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, este mesmo corpo B exerce uma força sobre o corpo A. Essa, então é a Terceira Lei de Newton (ou princípio da ação e reação).
“A toda ação sempre há uma reação de mesma intensidade e direção, porém sentidos opostos.”
A força normal é um exemplo de ação e reação:
A Terra exerce uma atração em todos os corpos que estão em sua superfície (ou próximo à sua superfície) assim como os corpos atraem a Terra para si com a mesma intensidade e sentido oposto. Como as forças são aplicadas em corpos diferentes, sofrem efeitos diferentes – apesar se também atrairmos a Terra para nós, somos nós que caímos sobre a Terra quando tropeçamos, por exemplo, e não a Terra que vai ao nosso encontro.
Uma das forças de reação mais importantes na dinâmica é a força normal. Ou mais formalmente chamada de reação normal do apoio.
Como o nome diz, a força normal é uma reação quando um corpo está apoiado em outro. Assim, se estamos sentados em uma cadeira, há a força peso nos puxando para o chão e há a normal como reação entre nós e a cadeira. E esta força é normal (ou seja, é perpendicular, forma um ângulo de 90°) ao ponto de contato.
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Conclusão
Isaac Newton contribuiu decisivamente para o avanço da ciência. Talvez sem suas descobertas, não haveria hoje, tantos avanços da física moderna e tantas explicações para diversos fenômenos. Suas leis e várias outras descobertas nos fazem compreender melhor o mundo que nos cerca. Desde novo, enquanto ainda estava na escola, progredia bastante nos estudos e tinha seus dotes sempre aperfeiçoados. Newton foi um dos principais precursores do Iluminismo, sua capacidade mental era incrível, fez descobertas importantes para à ciência que servem de base para explicar diversos fenômenos e acontecimentos, e compreender o que é o universo.
Newton acreditava nos seus ideais e na sua capacidade, se propunha a observar fenômenos da natureza e explicar como estes aconteciam. Diante de todas as suas descobertas, que, sem sombra de dúvida, ampliaram os horizontes e deu a ele o título de Pai da Física, este cientista brilhante acreditava que ainda havia muito a se descobrir, e suas obras e trabalhos serviram de base para estudos de outros cientistas que viveram depois dele.
Anexo A
Primeira Lei de Newton
Fig. 2 - A inércia obriga os corpos
a projetarem-se para frente.
Segunda Lei de Newton
A Força é igual à massa vezes a aceleração.
Terceira Lei de Newton
Referências Bibliográficas 
(http://www.explicatorium.com/cfq-9/newton-lei-1.html) – Data: 24/09/2017 – Hora: 14h04min. 
(https://www.todamateria.com.br/segunda-lei-de-newton/) - Data: 24/09/2017 – Hora: 15h00min.
(http://www.infoescola.com/fisica/terceira-lei-de-newton-principio-da-acao-e-reacao/) - Data: 24/09/2017 – Hora: 15h53min.
Fundamentos da Física, Halliday/Resnick – Volume 1- 8ªEdição