Dinâmica

Basicamente, o ponto chave da Dinâmica está em determinar a posição e a velocidade de uma partícula, de maneira a que se consiga calcular as forças agindo sobre ela. Partindo desse raciocínio, o estudo desta matéria resume-se em 3 leis principais, conhecidas como as Leis de Newton.

Primeira Lei de Newton – Lei da Inércia.

Inércia nada mais é do que a tendência que um corpo possui em permanecer em seu estado natural, ou, como em Física, chama-se repouso. Portanto, a lei da Inércia afirma que:

“Todo corpo em movimento retilíneo e uniforme (ou em repouso) tende a manter-se nesse estado, salvo se não houver nenhuma força agindo sobre ele”, ou seja, se não houver nenhum tipo de interação com algum outro corpo ou força. É possível pensar em Inércia como uma propriedade não natural da matéria.

Numa forma mais clara de pensamento, um poder de resistência que o corpo encontra mediante ausência de circunstâncias externas. Um exemplo bem prático para isso é o de passageiros em um ônibus. Quando ocorre uma freada brusca, os passageiros tendem a ir pra frente, ou seja, manterem seu estado de movimento.  Na verdade, a mudança de estado deu-se apenas por parte do veículo, mas a força empregada com a freada fez com que os passageiros se deslocassem para frente.

Segunda Lei de Newton

A segunda lei de Newton é considerada a principal, a mais importante da Mecânica.  Através dela, são feitos estudos envolvendo cálculos matemáticos para ser obter com exatidão, velocidade e precisão conclusões a respeito dos movimentos de um corpo.

A terceira lei afirma: “Qualquer alteração de velocidade de uma partícula é atribuída a um agente denominado força”. Basicamente, a mudança de velocidade sobre um corpo está diretamente ligada às forças que agem sobre ele. Parece um raciocínio óbvio, mas há de se considerar o pensamento de Newton quando afirma também que existe uma relação simples entre força e aceleração, ou seja, a força sempre será diretamente proporcional à aceleração provocada por ela.

Essa lei pode ser representada em fórmula matemática onde força é igual à massa vezes aceleração. Através do enunciado dessa lei, o primeiro termo (F) tanto pode significar uma força como também uma resultante da soma de um conjunto de forças. Compreendendo que força é uma grandeza vetorial, tal como a aceleração, a lei de Newton pode ser representada também em notação vetorial conforme representado no quadro abaixo:

Em componentes ao longo de eixos representados por x, y e z, também é possível escrever:

Dessa forma, mesmo que mais de uma força esteja agindo sobre uma partícula, a somatória dessas forças também será igual à massa vezes a aceleração.

Terceira lei de Newton – Ação e reação.

Conforme é possível perceber nas explicações anteriores, as forças são resultado de interação entre corpos. Portanto, um corpo, que pode ser representado pela letra A, age sobre outro corpo, representado por B.  Dessa forma, a execução da força por meio de A em B será chamada de ação, da mesma forma que, A também sofrerá uma força resultante dessa interação com B, chamada de reação. É interessante observar que Newton não apenas percebeu que isso aconteceria sempre, mas também pôde descrever esse fenômeno especificando as características das forças resultantes dessa interação entre corpos. Daí surgiria a terceira lei de Newton, cuja afirmação é:

“Para toda força que surgir num corpo como resultado da interação com um segundo corpo, deve surgir nesse segundo uma outra força, chamada de reação, cuja intensidade e direção são as mesmas da primeira mas cujo sentido é o oposto da primeira.”

Através deste raciocínio, Newton entendeu que, uma força nunca aparece sozinha, mas aos pares, denominadas respectivamente de ação e reação

Além disso, cada uma dessas forças atua em objetos distintos. E concluindo, essas forças aos pares, embora possuam a mesma magnitude, diferem uma da outra pelo sentido, ou seja, as duas agem em sentidos opostos. Por esse raciocínio Newton foi capaz de perceber e calcular fenômenos como a força de um cavalo ao puxar uma carroça, ou mesmo a força que alguém pode fazer ao empurrar um objeto com as mãos.