A 1ą lei de Newton tem como objetivo estabelecer critérios para a observação adequada de um fenômeno físico. Ela define um sistema de referência em relação ao qual sabemos se um objeto está ou não sob ação de uma interação do tipo gravitacional ou eletromagnética, manifesta nas suas múltiplas formas.
a) Faça uma breve discussão sobre esta lei, evidenciando sua necessidade dentro do conjunto das leis de Newton.
b) Defina o que é um referencial inercial e descreva uma experiência para determinar se um referencial é inercial ou não. A partir daí mostre que a 1 ㄹa de Newton tem que obrigatoriamente ser um postulado.
c) É possível determinar se um referencial está em repouso absoluto?
d) Existe interação sobre a partícula conforma a
lei?
a) Faça uma breve discussão sobre esta lei, evidenciando sua necessidade dentro do conjunto das leis de Newton.
b) Defina o que é um referencial inercial e descreva uma experiência para determinar se um referencial é inercial ou não. A partir daí mostre que a 1 ㄹa de Newton tem que obrigatoriamente ser um postulado.
c) É possível determinar se um referencial está em repouso absoluto?
d) Existe interação sobre a partícula conforma a
Passo 1
Beleza, o enunciado tá pedindo uma análise completa da 1ª lei de Newton:
- a) Discutir por que ela faz falta no rol das leis de Newton.
- b) Definir referencial inercial, montar um “experimento” pra testar um referencial e daí mostrar que a 1ª lei é um postulado.
- c) Ver se dá pra saber se um referencial está em repouso absoluto.
- d) Ver se, segundo ela, existe alguma interação sobre a partícula.
Matéria: mecânica clássica – Newton. Vamos precisar saber o que a lei diz, conceito de força líquida e de referencial inercial, e a noção de relatividade do repouso.
Passo 2
(a) Primeiro, o que diz a 1ª lei? Ela afirma que, se a força resultante sobre um objeto for zero, ele continua em movimento retilíneo e uniforme (MRU) ou em repouso. Em notação:
Por que ela é necessária? Porque sem esse “ponto de partida” você não teria como distinguir quando algo começa a acelerar por causa de uma força ou quando simplesmente está seguindo o que já vinha fazendo. Ela estabelece o conceito de inércia e define quais referenciais são válidos para aplicar as outras leis (2ª e 3ª). Sem ela, ficaríamos meio perdidos sobre o que conta como “sem força” e em quais sistemas de coordenadas isso vale.
Passo 3
(b) Referencial inercial é aquele em que a 1ª lei vale de verdade: um sistema onde, na ausência de forças, objetos não mudam seu estado de movimento. Experimento simples: num vagão de trem sem fricção interna (idealizando), você larga uma bolinha no piso bem liso. Se o vagão estiver em movimento uniforme ou parado (são referenciais inerciais), a bolinha vai escorregar em linha reta com velocidade constante. Mas, se o vagão acelerar ou frear, a bolinha patinar pra frente ou pra trás—ali já percebeu que o referencial não é inercial.
Porque a gente define “referencial inercial” usando a 1ª lei, e não o contrário, concluímos que ela não é derivada de nenhuma outra lei: ela é um postulado que serve de base para distinguir sistemas onde valem as leis de Dinâmica.
Porque a gente define “referencial inercial” usando a 1ª lei, e não o contrário, concluímos que ela não é derivada de nenhuma outra lei: ela é um postulado que serve de base para distinguir sistemas onde valem as leis de Dinâmica.
Passo 4
© Repouso absoluto? Não rola. Todo movimento ou repouso é relativo a um referencial. Não existe um “ponto fixo no Universo” que seja repouso puro. Você só diz que está em repouso se comparar a outro corpo que você escolheu como referência.
Passo 5
(d) Se um objeto satisfaz a 1ª lei, dizemos que a força resultante sobre ele é zero:
Isso significa que não há interações agindo ou que as interações existentes se cancelam perfeitamente. Então, ou não existe força alguma, ou várias forças atuam mas somam zero.
Resposta
a) A 1ª lei é essencial pois define inércia e fixa em quais referenciais as leis de Newton funcionam.
b) Num referencial inercial, objetos sem força resultante seguem MRU. Teste prático: bolinha num vagão em movimento uniforme. Como precisamos da 1ª lei pra definir inercial, ela é postulado.
c) Não dá pra afirmar repouso absoluto; só existe repouso relativo a outro referencial.
d) Se a lei vale, a força líquida é zero: ou não há interação ou elas se anulam.
b) Num referencial inercial, objetos sem força resultante seguem MRU. Teste prático: bolinha num vagão em movimento uniforme. Como precisamos da 1ª lei pra definir inercial, ela é postulado.
c) Não dá pra afirmar repouso absoluto; só existe repouso relativo a outro referencial.
d) Se a lei vale, a força líquida é zero: ou não há interação ou elas se anulam.