[Física] Primeira lei de Newton

I - Introdução

Os conceitos de força e massa são usados para analisar os princípios da Dinâmica. Esses princípios podem ser sintetizados em um conjunto de três afirmações claramente estabelecidas pela primeira vez por sir Isaac Newton (1643-1727), em sua obra "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural" (1687) (Fig. 1) conhecidas como as leis de Newton do movimento.

Fig. 1 - Capa da obra "Principia" escrita por Newton.

As leis de Newton não são o produto de derivações matemáticas, mas, antes, uma síntese de experiências aprendidas sobre como os objetos se movem. Estas leis são genuinamente fundamentais, pois não podem ser deduzidas ou demonstradas a partir de outros princípios.

As leis de Newton necessitam de modificações somente em situações que envolvem velocidades muito elevadas (próximas à velocidade da luz) e/ou dimensões muito pequenas (no interior de um átomo).

II - Primeira lei de Newton

Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

(Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças imprimidas sobre ele.)

Fig 2 - O corpo permaneceu em movimento retilíneo quando os freios da bicicleta foram acionados.

Experiências mostram que quando a força resultante é igual a zero o corpo ou está em repouso ou se move em linha reta com velocidade constante (a aceleração desse corpo é nula).

A tendência de um corpo em permanecer deslocando-se uma vez iniciado o movimento, resulta de uma propriedade denominada inércia.

É relevante notar que na primeira lei de Newton o que importa é conhecer a força resultante, que neste caso é igual a zero, é equivalente a nenhuma força.

Quando não existe nenhuma força atuando sobre um corpo ou quando existem diversas forças como uma soma vetorial (resultante) igual a zero, dizemos que o corpo está em equilíbrio. Para um corpo em equilíbrio,

Para isso ser verdade, cada um dos componentes da força resultante deve ser igual a zero:

Estamos supondo que o corpo possa ser representado adequadamente por uma partícula pontual.Quando o corpo possui um tamanho finito, também devemos considerar onde as forças estão sendo aplicadas sobre o corpo. 

A primeira lei é válida apenas para um sistema de referência inercial:

🔻 A Terra pode ser considerada aproximadamente um sistema de referência inercial;

🔻 Um sistema de referência não-inercial pode ser considerado um veículo se movendo com velocidade variável, no qual a pessoa e o corpo suspenso (Fig. 3) sofre uma aceleração em sentido contrário, sendo que a força resultante sobre esses corpos é nula;

Fig. 3 - Exemplo de sistema de referência não inercial (homem dentro de um vagão) e inercial (observador exterior).

🔻 O sistema de referência "vagão", por exemplo, está sendo acelerado em relação ao sistema de referência "Terra", sendo assim, um sistema de referência inadequado para a primeira lei de Newton;

🔻 Há muitos sistema considerados inerciais. Quando temos um sistema de referência inercial A, então qualquer sistema de referência B também será inercial, se ele se move em relação a A com velocidade v_B/A constante;

🔻 Usando a relação

🔻 Suponha que P seja um corpo que se move com velocidade constante v_P/A em relação a A. Pela primeira lei, a força resultante em relação a P é zero. A velocidade relativa v_P/B (em relação a B) possui valor diferente , mas se v_B/A é constante, então v_P/B também é constante;

🔻 Não há sistema de referência inercial privilegiado.

III - Experimentos

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Referência bibliográfica:
- TIPLER, Física, Vol 1,6ª Edição, LTC,2009.
- SERWAY, JEWEET, Princípios de Física, 1ª Edição, Vol 1, Thonson, 2006.
- SEARS, ZEMANSKY, Física, Vol 1,10ª Edição, Pearson, 2003.

[Filosofia] O que é hermenêutica?

No campo da Filosofia, a hermenêutica ocupa-se de compreender a natureza humana e interpretar a produção escrita, seus sentidos profundos e teias de significados. 

É basicamente uma análise de linguagem e da comunicação, tanto que sua palavra, segundo alguns historiadores, vem da figura de Hermes, figura mitológica grega que, entre outros outros atributos, seria o mensageiro dos deuses. Outra corrente defende que a palavra "hermenêutica" deriva de um verbo grego cuja acepção é interpretar, declarar. 

O certo é que a hermenêutica penetrou em várias áreas do conhecimento, como a Literatura, o Direito e a Antropologia. 

(Fonte: Revista Filosofia - N° 29)

[Curiosidade] Formigas se suicidam em espiral da morte

A grande maioria das formigas usam a visão para caminhar, mas algumas espécies são completamente cegas, sendo possível desorientá-las marcando percursos, fazendo-as andarem até a morte por exaustão.

Este sistema é conhecido como ‘a fábrica de formigas’ e é uma das mais estranhas expressões da natureza. Este tipo de formiga anda usando trilhas de feromônios deixados por outras formigas da mesma espécie. No entanto, caso um número suficiente de formigas perca o traço dessas substâncias, a formiga de trás segue a outra da frente em um efeito cascata, formando um enorme espiral de formigas.

Elas são incapazes de se libertarem quando chegam neste estágio pela falta da visão e marcham em um círculo até caírem mortas. É possível forçar este comportamento bizarro neutralizando os rastros de feromônio. Obviamente esta é uma atitude repudiada pelos cientistas, sendo considerada uma prática cruel.

É possível desviar as formigas de um local fechado, como um vaso de planta. Já foram registrados fenômenos como este na natureza, onde a espiral possuía vários metros de diâmetro.

Este tipo de formiga é encontrado em vários países da América do Sul, costumam caçar com um bando de 200.000 indivíduos, matando mais de 100.000 criaturas vivas todos os dias.

Entomologistas da Universidade Cornell Sean Brady se depararam com este fenômeno ao estudar várias espécies da América do Sul em uma expedição que começou em 2011.