A 2^ áa á. lei de Newton tem como objetivo descrever o estado de repouso ou de movimento de uma partícula que está sujeita a uma interação do tipo gravitacional ou eletromagnética, ou ambas. Vimos que a força é precedida de uma interação e que ela está associada não apenas à mudança na velocidade, mas em algumas situações, à mudança na massa do objeto. Em outras palavras, a força causa mudança na quantidade de movimento do objeto em estudo.
a) Faça uma breve discussão sobre a quantidade de movimento (ou momento linear).
b) Faça uma breve discussão sobre a 2^underlinea lei de Newton na sua forma mais geral. Que premissa é usada para escrevermos a 2^ a . lei na forma particular sum F=m a ?
c) Vimos que uma situação física de grande interesse prático ocorre quando sum F=0. Neste cenário os efeitos das forças são mutuamente anulados, levando aos mesmos resultados da 1^ a lei. Baseado nisso alguns autores defendem esse argumento? São necessárias 3 leis pra descrever o movimento mesmo, ou apenas 2 são suficientes?
d) Faça uma breve discussão sobre os conceitos de equilíbrio estático e dinâmico. Qual a característica essencial de cada conceito?

Passo 1

Beleza, o exercício pede quatro discussões:
a) momento linear (quantidade de movimento)
b) 2ª lei de Newton na forma geral e por que viramos ela em
c) quando isso coincide com a 1ª lei; será que precisamos das três leis ou só de duas?
d) equilíbrio estático e dinâmico, e o que define cada um.
O conteúdo é mecânica clássica básica: conservação de momento, leis de Newton e equilíbrio. Vamos usar definição de momento , derivadas temporais e noções de força resultante.

Passo 2

(a) Quantidade de movimento
  • Definição: .
  • É um vetor que “guarda” tanto a massa quanto a velocidade.
  • Por que falamos nisso? Porque força é, em essência, taxa de variação do momento.
  • Formalmente: .
  • Então, se algo bate num objeto e muda sua velocidade, a força aplicada mudou o .

Passo 3

(b) 2ª lei na forma geral e a forma
  • Forma geral: .
  • Essa é a versão máxima: serve para casos em que a massa pode variar (por ex., foguetes descartando combustível).
  • Para virar a gente assume que a massa é constante no tempo.
    Então

Passo 4

© E quando ?
  • , ou seja, é constante.
  • Se é constante, a velocidade é constante (ou zero), que é a 1ª lei de Newton.
  • Alguns dizem: “peraí, a 1ª lei é só um caso particular da 2ª, então pra quê ela?”
  • Resposta informal: a 1ª lei serve pra definir o que é um referencial inercial (onde corpos sem força correm reto e sem variação). Sem essa definição, “força” e “aceleração” ficam sem sentido claro. Então, embora derivável, ela é útil (ou até necessária) pra estabelecer o cenário.

Passo 5

(d) Equilíbrio estático e dinâmico
  • Equilíbrio significa .
  • Estático: além disso, a velocidade é zero ( ). O corpo fica parado e não muda.
  • Dinâmico: mas e constante. O corpo se move sem acelerar (velocidade constante).
  • A essência é: estático = repouso; dinâmico = movimento retilíneo uniforme.

Resposta

a) Momento linear é ; força muda segundo .
b) Forma geral da 2ª lei é . Viramos em sob a hipótese de massa constante.
c) Se então é constante, o que reproduz a 1ª lei. A 1ª lei fixa o conceito de referencial inercial, portanto não é dispensável.
d) Equilíbrio estático: e . Equilíbrio dinâmico: , mas e constante.

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