As leis de Newton são conhecidas atualmente como algumas das principais leis da Física. Infelizmente, muitas pessoas acabam por falar que tais leis...

As leis de Newton são conhecidas atualmente como algumas das principais leis da Física. Infelizmente, muitas pessoas acabam por falar que tais leis são válidas em todas as situações e que nunca a Ciência irá deixá-las de lado. Ir contra as ideias de Isaac Newton seria uma loucura. Apesar disso, as leis de Newton não são válidas para todos os casos. Elas valem apenas para quando o referencial está em repouso (isto é, parado) em relação ao movimento a ser analisado.

Como Gardelli (1999) mostra, o fato das leis da mecânica newtoniana serem válidas apenas para referenciais inerciais ocupou por muito tempo as reflexões do próprio Isaac Newton (1642-1727). O físico inglês não foi capaz de resolver o problema do referencial. Existe um experimento simples de ser realizado que pode nos auxiliar a exemplificar essas indagações:

Trata-se de uma experiência em que inicialmente considera-se um balde com água em seu interior, ambos em repouso em relação à Terra, caso em que se verifica que a superfície da água apresenta um formato plano [...]. Em seguida, numa segunda situação, considera-se a água e o balde girando juntos com uma velocidade angular constante, novamente em relação à Terra, verificando-se agora que a superfície da água apresenta um formato côncavo [...] (GARDELLI, 1999, p. 45).

Esse experimento é conhecido como O balde de Newton. Dentre outras hipóteses para uma explicação da formação da concavidade da água dentro do balde em rotação, Newton disse que isso aconteceria devido ao espaço absoluto. Porém, não ele não conseguiu chegar a um modelo que fosse válido quantitativa e qualitativamente.

Esse experimento intrigou diversos cientistas contemporâneos e posteriores a Newton. Um dos cientistas que explicou o experimento foi Ernst Mach (1838-1916). Na mecânica newtoniana, se fosse possível manter o balde estático e girar todo o universo ao seu redor, a água deveria ficar plana. Para Mach, “[...] a água deverá ficar côncava, como na experiência original de Newton, já que do ponto de vista cinemático, as duas situações são equivalentes” (GARDELLI, 1999, p. 49). Deste pensamento surgiu o princípio de Mach, que diz:

[...] se um corpo é forçado a deixar o seu estado inicial de repouso ou de movimento retilíneo uniforme através da atuação de uma força local real [...], então instantaneamente deve surgir uma força aplicada pelo conjunto das estrelas fixas sobre esse mesmo corpo a fim de evitar que ele altere o seu estado inicial (GARDELLI, 1999, p. 49).

Partindo do princípio de Mach, o físico brasileiro André K. T. Assis desenvolveu a Mecânica Relacional (ASSIS, 1998). Essa teoria física se propõe a explicar os movimentos sem que haja a dependência do sistemas de referências. Ou seja, as interações com os objetos são explicadas a partir das velocidades e acelerações entre os corpos. Com a Mecânica Relacional é possível explicar de maneira satisfatória conceitos que não são explicados pela mecânica newtoniana, como a força centrífuga (ASSIS, 1998). Além disso, o físico brasileiro mostrou que se houver rotação relativa entre todo o universo e o balde de Newton, surgirá a força que faz a concavidade da água surgir.

Vamos Praticar

Diante do exposto, faça uma breve reflexão sobre os seus conhecimentos da mecânica newtoniana e as possibilidades de mudança nos conceitos nessa área. Faça uma relação entre sua área do conhecimento e como ela será ser afetada quando a revolução da Mecânica Relacional acontecer. Se julgar necessário, leia os textos das referências, todos disponíveis on-line . Ao final disponibilize seu trabalho no fórum da seção.