Dinâmica

1º Lei de Newton: Princípio da Inércia

"Todo corpo permanece em seu estado de repouso, ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças impressas nele"

Esse princípio indica que a velocidade vetorial de um ponto material, não varia. Se o ponto estiver em repouso permanece em repouso e, se estiver em movimento, permanece com velocidade constante realizando movimento retilínio e uniforme. Na prática não é possível obter um ponto material livre da ação de forças. No entanto, se o ponto material estiver sujeito a nenhuma força que atue sobre ele, ele estará em repouso ou descreverá movimento retilínio e uniforme. A existência de forças, não equilibradas, produz variação da velocidade do ponto material.

A tendência que um corpo possui de permanecer em repouso ou em movimento retilínio e uniforme, quando livre da ação de forças ou sujeito a forças cuja resultante é nula, é interpretada como uma propriedade que os corpos possuem denominada Inércia.

Quando maior a massa de um corpo maior a sua inércia, isto é, maior é sua tendência de permanecer em repouso ou em movimento retilínio e uniforme. Portanto, a massa é a constante característica do corpo que mede a sua inércia.

Um corpo em repouso tende, por sua inércia, a permanecer em repouso. Um corpo em movimento tende, por sua inércia, a manter constante sua velocidade.

Exemplo da primeira Lei de Newton:

Um foguete no espaço pode se movimentar sem o auxilio dos propulsores apenas por Inércia.

Quando os propulsores do foguete são desligados ele continua seu movimento em linha reta e com velocidade constante.
 

2º Lei de Newton: A Força

"A mudança do movimento é proporcional à força motriz impressa e se faz segundo a linha reta pela qual se imprime essa força"

Força , em física, qualquer ação ou influência que modifica o estado de repouso ou de movimento de um corpo. A força é um vetor, o que significa que tem módulo, direção e sentido. Quando várias forças atuam sobre um corpo, elas se somam vetorialmente, para dar lugar a uma força total ou resultante. No Sistema Internacional de unidades, a força é medida em newtons.

Um newton (N) é a força que proporciona a um objeto de 100g de massa uma aceleração de 1m/s²

Exemplo da segunda Lei de Newton:

Os carros podem aumentar e diminuir suas velocidades graças ação de forças aplicadas pelo motor e pelo freio respectivamente. 

3º Lei de Newton: Princípio da Ação e Reação

"A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, as ações de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e se dirigem a partes contrárias "

Sempre que dois corpos quaisquer A e B interagem, as forças exercidas são mútuas.

Tanto A exerce força em B, como B exerce força em A. A interação entre corpos é regida pelo principio da ação e reação, proposto por Isaac Newton, como veremos a seguir:

Toda vez que um corpo A exerce uma força Fa em um corpo B, este também exerce em A uma força Fb tal que estas forças:

• Têm mesma intensidade
• Têm mesma direção
• Têm sentidos opostos
• Têm a mesma natureza

As chamadas forças de ação e reação não se equilibram, pois estão aplicadas em corpos diferentes.

Exemplo da terceira lei de Newton:

Para se deslocar, o nadador empurra a água para trás, e, esta por sua vez, o empurra para frente. Note que as forças do par ação e reação tem as características apresentadas anteriormente.

A LEI DE HOOKE

O físico inglês Robert Hooke foi quem primeiro demonstrou que muitos materiais elásticos apresentam deformação diretamente proporcional a uma força elástica, resistente ao alongamento produzido. 

Hooke representou matematicamente sua teoria com a equação:

F = K.x

Em que: 
F = força elástica 
K = constante elástica 
x = deformação ou alongamento do meio elástico 

Nota-se então que a Lei de Hooke é responsável por verificar a deformação do corpo elástico ao se expandir. O objeto de estudo mais usado para esse evento é a mola espiral, por ser um objeto flexível que se alonga facilmente. 

A energia armazenada no corpo (nesse caso, a mola) é a energia potencial, também conhecida como energia de posição, que é um tipo de armazenamento de energia dos corpos em virtude do seu posicionamento, ou seja, o sistema ou o corpo podem possuir forças interiores capazes de modificar suas posições relativas e suas diferentes partes para chegar ao objetivo (que é realizar trabalho).

Mas como essa energia armazenada está diretamente ligada à mola, chamamos esse evento de Energia potencial elástica, no qual o armazenamento de energia ocorre na interação entre a mola e o bloco.

O trabalho realizado de forma externa (força externa que aparece na figura), para vencer a resistência da mola, é igual à energia que o próprio trabalho transfere para a mola, ficando armazenada como energia elástica.