1. (35 PONTOS) Apresente as leis de Newton e suas implicações na mecânica clássica.

Passo 1

Beleza, então o exercício pede pra gente apresentar as três leis de Newton e dizer o que elas significam na mecânica clássica. O assunto é “Leis de Newton” e a gente vai precisar entender o conceito de força, aceleração, massa e como essas ideias moldam toda a física do dia a dia.

Passo 2

Leis de Newton: Primeira Lei (Inércia)
– O que diz: “Todo corpo tende a manter seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que uma força resultante atue sobre ele.”
– Teoria que entra: Conceito de força resultante. A gente soma todas as forças que atuam num objeto e, se essa soma for zero, ele não muda seu movimento.
– Em símbolos:
sum vec F = 0 Rightarrow vec v = constante
– Implicação: Sem empurrão extra, um objeto parado continua parado e um que está se movendo conserva a velocidade. Isso fundamenta a ideia de inércia.

Passo 3

Segunda Lei (Dinâmica)
– O que diz: “A taxa de variação do momento linear de um corpo é igual à força resultante sobre ele e ocorre na direção dessa força.”
– Pra simplificar, usando massa constante, vira aquela famosa fórmula:
vec F = m,vec a
– Teoria que entra: Momento linear e derivada dele.
– Explicação passo a passo:
  1. Se você empurra algo, a mudança na velocidade (aceleração ) depende de quanto você empurrou ( ) e da massa ( ).
  2. Quanto maior a massa, mais “difícil” de acelerar.
    – Implicação: É a lei que permite calcular trajetórias, prever quedas, curvas de carros, etc.

Passo 4

Terceira Lei (Ação e Reação)
– O que diz: “Para toda ação há sempre uma reação igual e contrária.”
– Em fórmula:
vec FAto B = -,vec FBto A
– Teoria que entra: Forças sempre aparecem aos pares entre dois corpos.
– Explicação: Se você empurra a parede com 10 N, a parede empurra você de volta com 10 N, só que em sentido oposto.
– Implicação: Funda a conservação do momento linear em sistemas isolados (não há forças externas).

Passo 5

Implicações gerais na mecânica clássica
  1. Determinismo: Com as três leis e condições iniciais (posição e velocidade), dá pra prever todo o futuro do movimento de um corpo.
  2. Fundamento das equações de movimento: Todas as situações de engenharia e física básica se baseiam nessas leis.
  3. Definem sistemas de referência inerciais: locais onde a Primeira Lei vale sem exceções.

Resposta

As leis de Newton são:
  1. Lei da Inércia ( constante),
  2. Lei Fundamental da Dinâmica ( ),
  3. Lei da Ação e Reação ( ).
    Suas implicações formam a base da mecânica clássica, permitindo prever movimentos, definir sistemas inerciais e garantir a conservação do momento linear.

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