Física 1 - 1ª Lei de Newton - Aula 2.2

bom Dando continuidade ao nosso curso de física um não vamos agora introduzir e estudar as principais leis né as leis mais importantes de toda a mecânica clássica que são as leis de Newton né as leis de Newton são as leis que fundamentam toda a dinâmica da mecânica clássica Sempre que você quiser saber né Sempre que você quiser fazer um estudo em mecânica clássica as leis de Newton são a base disso é claro existem outras formas de você formular a mecânica como por exemplo né as equações de laranja né equações de orelha lá grande o as

equações de huntington né através da descrição lágrima ou a miltoniana da mecânica mas o que é importante né deixar claro é que todas essas outras descrições elas são equivalentes à descrição né em termos das leis de Newton né que são realmente as leis básicas da mecânica foram as primeiras descrições na mecânica que a gente tem e aqui no caso né esse nosso curso O curso de física um Na verdade é um curso direcionado para né basicamente estudar entender e aplicar as leis de Newton que realmente vão ser as leis que vão falar pra gente né

como é que o sistema vai se movimentar da circunstâncias que ele se encontra mas então vamos lá né eu vou apresentar as três leis de Newton em três vídeos né Cada vídeo para uma lei para que a gente possa né abordar cada uma trabalhar e discutir com a paciência né e tempo necessário e a de forma então né que esse vídeo vai ser dedicado para a primeira lei de Newton a primeira que a gente vai abordar ok percebam que aqui no título eu coloquei primeira lei e lei da inércia pensando que eu não coloquei só

a primeira lei de Newton ou somente lei da inércia ou então né sei lá lei da inércia dois pontos primeira lei não aqui eu escrevi de forma proposital né como sendo duas coisas diferentes porque realmente são quem na prática eu vou colocar aqui o anunciado da primeira lei Mas uma discussão que eu gostaria de ter com vocês antes de apresentar o enunciado é que Principalmente quando a gente está no ensino médio né A primeira Lei de Newton ela é tratada como a lei da inércia como a lei que passa o que nós né a ideia

pelo menos por trás do que nós chamamos da lei da inércia então porém é importante deixar claro que a primeira lei de Newton ela é muito mais muito mais profunda do que somente uma lei da inércia a primeira lei de Newton é a lei que define a classe de referenciais em que nós podemos aplicar as outras leis de Newton as outras duas e por conta disso fazer as análises da mecânica de acordo com as leis de Newton né no caso quando a gente faz análise da mecânica estuda mecânica em outros referenciais do que os que

são definidos pela primeira lei a gente tem que fazer correções nas leis de Newton E isso normalmente a gente trabalha né nesse tipo de referencial que são referenciais não iniciais normalmente num curso de mecânica mesmo né sem ser o de física um o Moisés chega a trabalhar um pouquinho no final do livro com referenciais no iniciais eu não sei se eu vou colocar nesse curso de física um esse contexto porque não é tradicional passar mas enfim né Pode ser que ele tenha pode ser que não enfim dá uma olhada no curso Se tiver interesse mas

enfim eu falei demais né tô falando um bocado antes mesmo de apresentar a primeira lei nem deixou apresentar então aqui a primeira lei antes né eu vou ler lá com vocês e aí eu volto a fazer essa análise que eu acabei de falar né que eu acabei de para vocês só que me deixando claro a partir do enunciado né primeira lei de Newton todo o corpo persiste em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme a menos que seja compelido a modificar esse estado pela ação de forças externas a ele né lendo este anunciado

é provável né é possível na verdade que você né querer me perguntar mas Felipe você acabou de falar que a primeira lei de Newton ela muito mais profunda do que somente a lei da inércia e o que você acabou de escrever exatamente a lei inércia né como é que você consegue tirar uma ideia de referenciais né que são definidos na mecânica né o tipo de referencial que a gente pode trabalhar com as Regi Newton se enunciado exatamente na Ida inércia e aqui a gente tem que tomar um cuidado realmente faz esse tipo de afirmação No

caso quando eu coloco primeira lei e lei da inércia é porque a primeira lei de Newton Ela carrega qualitativamente a ideia da lei da inércia que realmente a ideia da Lei nem nessa está contida nesse enunciado ok porém o importante o que eu gostaria de deixar bem claro aqui é que neste enunciado tem implicitamente né uma informação muito mais relevante que é sobre a questão dos referenciais que a gente pode trabalhar na mecânica Quando eu digo implicmente é porque quando aventilha no primeiro momento parece que é só inércia mas na prática a o principal objetivo

da primeira lei né a principal importância né a aplicação de fato da primeira lei é a questão dos referenciais porque a lei da inércia ela é um resultado também da segunda lei de Newton como a gente vai ver né vou adiantar aqui rapidamente porque isso não é uma surpresa para ninguém né Afinal de contas do ensino médio ele é né no caso para requisito básico mas deve ser lembrado a segunda lei que força é igual a massa da aceleração agora olha só né todo o corpo mantém o corpo persiste o seu estado de repouso ou

de movimento retilíneo uniforme a menos que seja compelido a modificar esse estado pela ação de forças externas se não há o que é que tá falando é se Não Há Forças externas ele vai manter o seu estado de movimento que é ou repouso ou movimento retira uniforme mas isso segundo ele já fala quando a força foi igual a zero quanto é que vale a aceleração Vale 0 essa aceleração é zero ou você tá em repouso Você tá em movimento retilíneo uniforme então o ponto que eu tô querendo dizer é que a lei da inércia ela

já tá contida na segunda se esse enunciado fosse somente a lei da inércia a gente não precisaria da primeira lei de Newton porque ela seria um desenrolar da segunda então só existiriam duas leis de Newton Então vão lá como é que a gente consegue extrair esse tipo de informação daqui dos referenciais A partir dessa análise perceba que quando a gente fala esse tipo de afirmação quando a gente faz esse tipo de afirmação necessariamente a gente já tava enrolando referencial para ele pelo seguinte imagina por exemplo que você tá Tranquilão na rua ok então você tá

aqui ó aqui tá meio feio OK aqui tá então aqui é estrado por exemplo aqui tem a rua né aqui tá meio feio e você tá na boa imagina que eu tô aqui ó tô aqui não quer dizer o cabelo grande saco sou eu vamos supor por hipótese que a força total que eu estou sendo submetido né que nós damos o nome de força resultante seja igual a zero ou seja Pode ser que exista alguma força atuando em mim pode ser que sim mas quando eu pego todas as forças que atuam em mim e eu

somo no total vai dar zero pelo enunciado da primeira lei de Newton o fato de que eu não estou sendo submetido a forças implica no quê Olha só todo corpo existe no seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme a menos que seja compelido a modificar a modificar esse estado pela ação de força externas a ele ou seja como não existe ação de forças externas a mim nesse caso daqui significa que eu irei persistir no meu estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme agora vamos supor que você tá passando de carro OK você tá

na boa passando aqui de carro andando para frente com uma determinada velocidade ok E aí você tá me observando no meio-fio né claro você deveria estar de olho né na rua mas por alguma razão você olhou para o lado você viu que eu tava lá e você ficou analisando o meu movimento porque lembrando né você que tá dentro do carro você vai ver eu do lado de fora movimentando certo por aquele princípio básico se para mim o carro está movimentando então para o carro eu estou me movimentando e a velocidades relativas são iguais a velocidade

de um com relação a dois é igual a de 2 com relação a um ok e é bem fácil né a gente perceber isso porque se você tá andando com o carro todo mundo tá na rua você vai vendo passando para trás porque você com o carro tá andando para frente ok vamos supor que essa velocidade vamos supor que essa velocidade aqui do carro ela Seja Constante Ok vamos supor que ela seja constante O que que significa velocidade de ser constante significa que a aceleração aqui do carro é igual a zero ok É verdade definiu

de aceleração Então significa que a gente está levando em consideração né que você tá passando de carro na rua né e com movimento uniforme Olha só quando você olhar para mim que tipo de movimento você vai ver você vai ver eu me movimentando com velocidade V para baixo ok Porque lembrando se eu vejo o carro se movimentando com velocidade V então o carro vai me ver movimentando com essa mesma velocidade só que no sentido contrário Ok é só se você tiver alguma dúvida com relação a isso é só você voltar no último vídeo da aula

de cinemática que eu falo de velocidade relativa Então olha só na visão do carro ou seja no referencial do carro eu estou me movimentando com velocidade constante Ou seja eu estou em um movimento retilíneo uniforme essa situação analisada por você dentro do carro é compatível com esse primeiro anunciado daqui é compatível porque olha só para o carro eu estou andando com velocidade constante eu estou em mru e a força resultante que está atuando em mim é zero não tem nenhuma força tão nem em mim então tá beleza porque na ausência de forças externas o corpo

vai persistir no seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme e é isso que realmente está sendo observado pelo sujeito né no caso por você dentro do carro e observando não tem nenhuma força atuando em mim então eu vou permanecer eu vou persistir no meu estado de no caso o movimento retilíneo uniforme que para você eu me movimento de forma análogo se você freiasse o carro né e ficasse parado na rua certo e passasse a me olhar você ia perceber o que você ia perceber que eu estaria parado certo a parte mãe que você

parou o carro dado que eu estava parado no meio-fio consequentemente para você qual que é a minha velocidade minha velocidade é zero Nesse contexto esse enunciado é compatível com que você observa também é compatível porque porque a força resultante que está atuando em mim É zero né E você percebe que por conta disso eu persisto no meu estado de repouso que é realmente está acontecendo Então a primeira lei de Newton está sendo obedecida agora vamos mudar um pouco a situação vamos supor que então você estava em repouso né em cima da rua e você começa

a acelerar o carro ou seja você vai começar a se movimentar para frente Porém você vai fazer esse tipo de movimento acelerado a ser acelerar quando você começa a fazer esse movimento acelerado quando você olhar para mim que tipo de movimento você vai ver eu descrevendo você vai me ver descrevendo o movimento para baixo acelerar Ok porque exatamente pelo princípio que eu já comentei com vocês relativa se eu estou me movimentando com relação a alguém ou alguém está se movimentando com relação a mim com mesmo velocidade né em módulo só trocando a direção e o

sentido né que são inversos consequentemente se eu estou vendo carro é que esse carro acelerado consequentemente o carro também está me vendo acelerado com a mesma aceleração no caso né e com a velocidade é contrária a partir disso vamos voltar agora para nossa anunciado essa observação que foi feita pelo carro quando ele tá acelerado é consistente com a primeira lei de Newton nesse caso não é mais consistente porque perceba eu não estou sendo submetido a nenhuma força e mesmo assim o que você dentro do carro observa é que eu estou descrevendo um movimento acelerado sendo

que se não existe força resultante atuando em mim né que eu estou no meio e sendo que eu estou no meio-fio significa que então eu deveria permanecer no meu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme aqui no caso eu estou com o movimento acelerado como a primeira lei de Newton não foi obedecida nessa análise quando o carro está acelerado significa que esse referencial que é o referencial do carro agora nessa situação quando ele está acelerado não pode ser utilizado para aplicar as leis de Newton na análises físicos eu espero que depois de toda essa

construção tenha ficado Claro por que que esse cara é mais profundo do que somente na independência porque quando eu falo que alguém persiste em estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme necessariamente eu estou atrelando um referencial corpos que estão em repouso em um referencial não estão em repouso em outros referenciais corpos que desenvolvem movimentos retilíneos uniformes não desenvolvem esse desenvolvimento em outros referenciais então quando eu digo que esse estado esse tipo de estado de movimento que é repouso ou mru persiste necessariamente eu estou atrelando essa análise algum referencial então perceba que na situação que

o carro estava acelerado a primeira lei de Newton não foi obedecida mas na situação que o carro estava com velocidade constante ou então que o carro estava com velocidade nula né no caso da movimentando em cima da rua as análises foram compatíveis deu tudo certo né Então significa que nesses dois contextos que o carro estava em repouso no caso né na estrada digamos assim né na rua ou que ele estava em movimento retilíneo uniforme então esses dois tipos de referenciais São especiais que obedecem tranquilamente a primeira lei de Newton as análises e que por conta

disso estes são os referenciais que nós fazemos as análises na mecânica na prática excelente devagar um pouquinho mais né E aí no caso né fica né de exercício digamos assim essa divulgação porque claro né além de você assistir às aulas para você aprender você tem que pagar um pouquinho você tem que pensar um pouquinho nas coisas que foram passadas né fazer alguns exemplos né enfim sabe devagar um pouquinho aqui porque a gente percebe é que a primeira lei de Newton é válida em quais tipos de referenciais nos referenciais que nós achamos de referenciais inerciais os

referenciais iniciais são aqueles referenciais que não estão submetidos a nenhuma aceleração ou seja são referenciais desacelerados a aceleração igual a zero né o outro tipo de referencial que seria o restante todo são o que nós falamos de referenciais não inerciais ou então né também não pode estar até mais intuitivo referenciais acelerados então referenciais não iniciais aqui no caso são os referenciais que estão submetidos a alguma aceleração né uma pergunta que poderia surgir aqui que é uma pergunta bem justa né Principalmente isso nesse momento agora de física que é o seguinte Mas Felipe como é que

eu consigo ter certeza que a aceleração vai ser zero ou diferente de zero porque posição e velocidade são relativos né posições de um referencial com relação ao referencial podem ser posições diferentes com relação a outro referencial velocidades em um referencial quando você muda para outra referencial a velocidade muda também Então nesse mesmo sentido aceleração também não seria uma grandeza uma noção que tá atrelado também o referencial e a resposta daqui é não né Uma das coisas que a natureza mostra para a gente é que aceleração não é uma grandeza relativa e isso na verdade você

já sabe né Pode ser que você nunca tenha de vagada a respeito disso mas essa noção de que aceleração não é relativa todo mundo já sabe por experiências no cotidiano um grande exemplo disso é o seguinte entra num carro e fecha o olho se o carro tá andando numa rua reta e com a velocidade constante você vai sentir seu corpo tranquilo você vai sentir Como se você tivesse resultado num carro parado agora se o carro faz uma curva mesmo você estando de olho fechado com o vidro tampado para você não saber de nada que tá

acontecendo lá de fora que que vai acontecer você vai sentir uma força atuando sobre você uma força te jogando para fora da curva da mesma forma se você tá de boa no carro de olho fechado né e de ouvir tampado você não perceber nada do lado de fora e o carro acelera que que você vai sentir mas se você vai sentir o seu corpo sem jogar para trás né se o carro freia você vai sentir o seu corpo sem jogar para frente então perceba nesses momentos você sabe que você tá sendo acelerado da mesma forma

que as pessoas do lado de fora né Elas verificam que o carro está acelerado quando ele acelera pisa no freio ou quando ele vira o volante da mesma forma você que está dentro do carro mesmo que você esteja de olho fechado e tudo se o carro acelera preia ou faz uma curva você percebe na hora porque porque a aceleração não é uma grandeza relativa todo referencial consegue medir a aceleração sem ter nenhuma dúvida né quando você faz mudança de referencial então quando a gente fala de referenciais inerciais só que eles referenciais que você realmente não

está sentindo ação de nenhuma força tão sobre você então se você tá dentro do carro com velocidade constante e andando tranquilo que você sente como se você tivesse sentado do lado de fora do carro você pode fazer todas as análises da mecânica a partir desse referencial porque porque a lei de Newton ela é obedecida e como ela é obedecida o que ela te fala é esse referencial pode ser utilizado para poder fazer as análises dos sistemas agora se o carro tá fazendo uma curva E você tá sentindo você ser jogado para fora da curva né

você tá sentindo uma força ali Então nesse momento você não pode fazer as análises a partir de leis de Newton porque porque a primeira lei não foi obedecida né se você analisar sistemas do lado de fora que não estão sendo submetidos a forças você vai perceber que eles não estão em repouso e eles não estão em movimento retilíneo uniforme consequentemente a primeira lei não é válida para esses referenciais né quando você está analisando desses referenciais então você não pode fazer análise mecânica pelo menos usando leis nesses referenciais apesar disso vocês né deram uma fuçada em

um bocado de livro de mecânica vocês vão perceber que aparece um termo aceleração relativa aparece essa grandeza E aí sempre quando ela aparece na primeira vez que aparece sempre dá uma confusão do tipo Uai mas aceleração não é uma grandeza que não é relativa que todo mundo consegue medir a aceleração independente do referencial então o que que significa aceleração relativa na prática aqui no caso eu não vou devagar muito sobre o que que significa essa aceleração relativa porque ela aparece quando você vai trabalhar em referenciais ao iniciais mas o que é importante deixar claro é

que a aceleração relativa ela não é a aceleração do ponto de vista estrito da palavra ela é a uma forma de você quantificar a taxa com que a velocidade do sistema tá variando um exemplo disso imagina que você está dentro do carro acelerado Ok E aí tem você e um colega do seu lado Ok Tem um colega seu a sua direita a partir do momento que o carro começar a acelerar consequentemente você e seu colega vão sentir uma força te empurrando para trás e aí nesse momento você vai saber que você é um referencial acelerado

porque você está sentindo aquela aceleração né e Não só você mas todo mundo que for observar o movimento que você vai estar fazendo vai saber que o seu referencial acelerado Então esse é uma noção que depende do referencial Porém quando você olhar para o seu colega do lado que também está sendo acelerado porque ele também sente essa força para trás você vai perceber o que ele tava sentado do seu lado e ele continua sentado do seu lado quando o carro acelera ou quando o carro freia ou dá uma curva a pessoa tava do seu lado

continua do seu lado que que significa que significa que a posição do seu colega em relação a você que é dado por esse vetor posição ela está sendo sempre igual ela não está sendo alterada consequentemente então a posição pode até colocar aqui ó relativa a posição relativa do seu amigo em relação a você e a posição relativa do seu amigo ela é constante constante consequentemente a velocidade relativa do seu colega é quanto zero porque é derivada no tempo se a velocidade relativa é zero quando é que vai ser a noção de aceleração relativa também vai

ser igual a zero então perceba quando a gente fala aceleração relativa porque a gente tá falando é qual que é a taxa da velocidade né a taxa com que a velocidade variando tempo mas a velocidade relativa então sempre você fala de aceleração relativa você está pensando na taxa com que a velocidade de alguns corpos de algum sistema está variando com relação a uma pessoa específico E aí perceba Você tá no referencial acelerado você está acelerado só que as posições a posição no caso do seu colega que está do seu lado não modifica com o tempo

então no ponto de vista relativo é como se ele não tivesse acelerado em relação a você porque ele tá sempre do seu lado mas enfim eu não vou devagar muito mais né sobre essa aceleração relativa porque ela parece mesmo quando a gente vai fazer a descrição de física quem referenciais não iniciais que é tradicionalmente visto num curso de mecânica mesmo como eu comentei não é o caso aqui aqui é um curso básico né um curso introdutório físico é um primeiro contato mecânica então a gente não vai trabalhar com essas noções de referenciais A não ser

que eu faço um pequeno apanhado no final desse curso mas eu acho que não porque realmente não é tão difícil não mas enfim eu tô só comentando isso porque porque a sempre tem que afirmar que a aceleração não é uma grandeza relativa realmente não é porém sempre que a gente afirma isso dependendo da referência que o estudante pega se ele se depara com o tema aceleração relativa isso pode ela confusão Então eu só falei a aceleração relativa aqui só para deixar claro que é outro contexto Ok é outro contexto que faz sentido quando eu já

trabalhar com referenciais não iniciais Ok todo o nosso curso que vai ser um curso construído com base em leis de Newton vai ser construído em referenciais iniciais e uma coisa que é importante não significa que a gente só pode descrever referenciais iniciais até porque senão se o corpo começou a acelerar Eu não conseguiria descrever o movimento dele ou quando eu quero dizer é que a primeira lei de Newton que ela fala para a gente é você pode analisar mecanicamente o sistema que você quiser mas todas as análises que você quiser fazer todas as análise que

você for fazer para poder estudar esse sistema tem que ser feitas a partir de um referencial Então você observando um movimento para descrevendo você tem que ser diferencial essa que é a ideia o que você vai descrever pode estar se movimentando do jeito que for pode ser inicial no Inicial pode ser o que for mas as análises tem que ser feitas a partir de um referencial e né com isso encerro aqui a nossa discussão da primeira lei Espero que tenha ficado Clara essa ideia né da primeira lei né de que realmente ela é muito mais

profunda né E que enfim espero também que se você nunca tenha visto esse caráter da primeira lei que você tenha percebido realmente como é que ela é muito mais rica normalmente a gente não dá esse enfoque no ensino médio porque a abstração que você precisa ter para entender essa ideia do referencial é um pouco maior e também porque como o estudante está começando a aprender mecânica começando a aprender ler de Newton o professor sempre vai induzir o estudante assim que fazer as análises você preferenciais iniciais então a gente não precisa preocupar disso no ensino médio

porque os problemas não são complexos o suficiente para que a gente perceba essa defasagem da noção da primeira lei né de que ela não é só uma lei da inércia