Dinâmica - Aplicações das Leis de Newton
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Dinâmica - Aplicações das Leis de Newton


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DINÂMICA
Ivan Rodrigo Kaufman
Revisão técnica:
Eduardo Vinícius Galle 
Bacharel em Física
Catalogação na publicação: Karin Lorien Menoncin \u2013 CRB 10/2147
D583 Dinâmica / Ivan Rodrigo Kaufmann... [et al.] ; [revisão técnica:
Eduardo Vinícius Galle]. \u2013 Porto Alegre : SAGAH, 2018.
348 p. : il. ; 22,5 cm 
ISBN 978-85-9502-365-9
1. Física. I. Kaufmann, Ivan Rodrigo.
CDU 531.3
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Aplicações das leis 
de Newton
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 \uf06e Identificar as três leis de Newton.
 \uf06e Analisar as três leis de Newton para a solução de problemas que 
envolvam força, massa e aceleração.
 \uf06e Construir desenhos e croquis que possibilitem a análise, o cálculo e a 
resolução de situações que envolvam as três leis de Newton.
Introdução
O conhecimento das leis de Newton nos permite solucionar vários ti-
pos de problemas envolvendo força, massa e aceleração. Por exemplo, 
como é possível demonstrar nos foguetes e nas sondas espaciais, que 
se fundamentam na inércia \u2014 mesmo sem fazer uso de combustível, 
continuam se movimentando no espaço.
Neste capítulo, estudaremos as aplicações das leis de Newton.
As leis de Newton
As três leis de Newton são ditas leis porque regem uma gama de aplicações 
que envolvem força e aceleração de objetos massivos. Se você parar para 
pensar, verá que as leis de Newton estão presentes em praticamente todas as 
situações físicas do seu dia a dia. A partir do entendimento dessas leis, foi 
possível construir um conhecimento muito maior acerca do que se conhece do 
universo. As leis de Newton puderam ser aplicadas e refinadas em vários dos 
equipamentos usados no nosso dia a dia, e muitas vezes acoplados a outros 
mecanismos, formando uma vasta aplicação nas mais diversas áreas.
Vamos destacar cada uma das três leis de Newton separadamente. Ainda, 
veremos onde esse conhecimento se aplica nos mais diversos problemas e 
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situações físicas, bem como de que forma acontece o movimento de objetos 
a partir de uma força resultante.
Primeira lei de Newton
\u201cTodo objeto em repouso tende a permanecer em repouso e todo 
objeto em movimento tende a permanecer em movimento, a não ser 
que uma força externa resultante atue sobre o objeto.\u201d
Esse enunciado implica em algumas situações interessantes nas quais você 
pode pensar. Imagine que você acorde de um sono profundo dentro de um vagão 
de trem. As janelas e vidros desse trem estão escurecidos, de modo que você 
não consegue olhar para fora. O seu universo visível é composto somente do 
interior desse vagão. Digamos, ainda, que o trem, quando em movimento, não 
produza nenhum tipo de trepidação (lembre, estamos fazendo um exercício 
mental). Você consegue inferir se o trem está parado ou em movimento? A 
não ser que você tenha alguma dica externa, você não consegue inferir sobre 
o movimento ou não do trem. Se ele estiver parado ou em movimento e não 
existir a ação de uma força externa causando uma aceleração no trem, você 
não consegue inferir sobre a situação. 
Essa situação é análoga quando você viaja de carro. Quando o carro está 
com uma velocidade constante ou quando está em repouso, você não nota 
nenhuma força atuando sobre você. Agora, se o carro partir do repouso e 
for aumentando a velocidade com o tempo, você facilmente nota que o carro 
está acelerando. 
Nós, humanos, somos acelerômetros biológicos. Notamos facilmente a mudança 
induzida na velocidade por meio de uma força externa.
Vamos ver mais um exemplo. Você deve estar sentado confortavelmente 
enquanto lê este material. Você está em movimento ou parado? Bom, a res-
posta não é uma nem outra, pois ela depende de qual referencial estamos 
considerando. Para você, que está em repouso em relação à cadeira (ou sofá), à 
casa e ao planeta Terra, pensa que está parado. Já em relação a um referencial 
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fora do nosso planeta, digamos para um astronauta em órbita na Lua, você 
estará se movimentando com velocidade constante em relação a ele. Nesse 
caso, o referencial adotado também importa. Você está em repouso ou em 
movimento em relação a quem? Essa pergunta é sempre importante de ser 
feita para análise de situações físicas.
Por fim, imagine uma mosca que se encontra dentro do carro que está a 
80 km/h e com os vidros fechados. Digamos que ela vá do banco traseiro ao 
banco dianteiro a uma velocidade de 5 km/h. Para você, que está dentro do 
carro, a velocidade de 5 km/h é a velocidade que você vê a mosca se movendo. 
Porém, para um observador externo ao carro, essa mosca está se movendo 
com uma velocidade incrível de 85 km/h. Como isso é possível? Uma mosca 
consegue realmente se mover com uma velocidade dessas? Claro que não! 
Porém, para a mosca dentro do carro que está a uma velocidade constante de 
80 km/h, o universo dela consiste do interior do carro. O ar que está dentro 
do carro também se move a 80 km/h, juntamente com o carro. Logo, a velo-
cidade de 5 km/h é relativa em relação ao carro, e não relativa em relação a 
um observador parado do lado da estrada. A situação muda se o carro estiver 
acelerado. A mosca, assim como o passageiro do carro, notará a mudança de 
velocidade que o carro é submetido, por meio da aceleração imposta sobre o 
veículo. E essa é a ideia por trás da segunda lei de Newton.
Segunda lei de Newton
\u201cA força resultante em um corpo é igual à massa multiplicada pela 
aceleração.\u201d
Essa talvez seja a lei mais importante, pois é com base nela que toda mate-
mática de problemas físicos é aplicada. Ela está vinculada à primeira lei, pois 
um corpo que sai do repouso e adquire uma velocidade teve a influência de uma 
força externa atuando sobre ele, de modo a adquirir uma aceleração não nula. 
Pense em uma mesa em repouso em relação a um chão liso. Quando você 
aplicar uma força sobre ela, sairá do repouso e adquirirá uma velocidade, que 
vai aumentando se a força aplicada permanecer a mesma durante o movimento. 
Vamos voltar ao exemplo fictício do trem. Se uma força externa atuar no 
trem, de modo a acelerá-lo para um dos lados, você vai notar essa aceleração, 
independentemente de se o trem estava em movimento retilíneo uniforme ou 
parado. Novamente, você nota perfeitamente esse conceito sendo aplicado 
quando está viajando de carro. Se a velocidade do carro mudar, você notará 
a aceleração imposta. A força responsável por esse efeito pode ser a força de 
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torque nas rodas, de modo a acelerar o carro, ou ainda a força de fricção nos 
discos de freio do carro, de modo desacelerar o carro. 
Algebricamente, a segunda lei de Newton se traduz na seguinte equação:
onde o somatório de todas as forças atuando sobre um objeto de massa m 
é igual à multiplicação da massa pela aceleração.
O enunciado da segunda lei diz que teremos uma aceleração não nula de 
um objeto de massa m se o somatório das forças atuando sobre o objeto não 
for nula. Ou seja, poderemos ter um objeto sob influência de várias forças 
que simplesmente não se move. Nesse caso, o somatório de todas as forças 
atuando sobre o objeto é zero. De fato, é isso que acontece com todos os objetos 
presentes no planeta Terra e que estão em repouso em relação ao chão. Todos 
os objetos com massa estão sob efeito da atração gravitacional terrestre, que 
acelera os objetos na direção do centro da Terra com uma aceleração de 9,8 
m/s2. Mas como os objetos, então, não estão todos sendo sugados para dentro 
da Terra? Para responder a essa pergunta, vamos à terceira lei de Newton.
Terceira lei de Newton
\u201cQuando dois corpos interagem, as forças de interação em cada um 
dos corpos tem mesma