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Cinemática, dinâmica e as Leis de Newton

    A compreensão dos conceitos de movimento e repouso é fundamental quando tratamos de cinemática e dinâmica. Entretanto, deve-se entender que esses dois conceitos dependem de um referencial. Por exemplo, uma caixa dentro dentro de um caminhão em movimento está em movimento ou não? Depende. Se o referencial for a rua, sim, a caixa está em movimento. Porém, se o referencial for o caminhão, a caixa está parada. Assim, pode-se entender o movimento como a mudança de posição em relação a um referencial. 
    Na física, a velocidade média é descrita como:
    Nessa equação, o delta de S representa o espaço percorrido, enquanto o delta de t representa o tempo gasto no percurso. De maneira mais simples, a velocidade média corresponde à distância percorrida dividida pelo tempo gasto. A unidade de medida mais comumente utilizadas para o cálculo da velocidade média é o m/s (metro por segundo). Para converter m/s em Km/h basta multiplicar o valor por 3,6. Já para converter Km/h em m/s basta dividir o valor por 3,6. 
    Exemplo: Um carro percorre 36 Km em 2 horas. Qual a sua velocidade média em m/s?
    Solução: A velocidade média do carro é dada pela distância percorrida dividida pelo tempo gasto, logo corresponde a 36/2 = 18 Km/h. Convertendo em m/s, temos: 18 : 3,6 = 5 m/s.
    Existe uma diferença entre o movimento uniforme e o movimento variado. O movimento uniforme é caracterizado por ter uma velocidade constante, percorrendo distâncias iguais em intervalos de tempo iguais. Já o movimento variado caracteriza-se pela variação da velocidade, percorrendo distâncias iguais em intervalos de tempo diferentes. Há, ainda, o movimento uniformemente variado, no qual a velocidade aumenta ou diminui regularmente, ou seja, é acelerada (o que conhecemos popularmente como desaceleração é, para a física, também uma aceleração).
    Assim, podemos definir a aceleração como a variação da velocidade em determinado espaço de tempo. Em equação:
    O delta de V representa a variação da velocidade, isto é, a velocidade final menos a velocidade inicial. Já o delta de t representa o tempo gasto. De maneira mais simples, aceleração corresponde à variação da velocidade (em m/s) dividida pelo tempo gasto (em segundos). Dessa maneira, a unidade de medida utilizada para representar a aceleração é: m/s^2, ou seja, metros por segundo ao quadrado.
    Exemplo: Um carro sai do repouso e, em 2 segundos, atinge a velocidade de 10 m/s. Qual é a sua aceleração nesse período?
    Solução: Como o carro estava em repouso, o delta de V corresponde a 10 m/s. O tempo gasto foi de 2 segundos, logo a aceleração foi de: 10/2 = 5 m/s^2. 
    Na física, denomina-se queda livre a queda de um objeto no vácuo (onde não há resistência do ar), sem nenhum outro fator que se oponha ao movimento. Dessa maneira, a única força que atua sobre um corpo em queda livre é a aceleração da gravidade, isto é, a atração gravitacional que, no caso da Terra, é de 9,8 m/s^2. Por isso, a queda livre é um movimento uniformemente variado, em que a velocidade aumenta proporcionalmente. É comum aproximar o valor de g, isto é, da aceleração da gravidade na Terra, para 10 m/s^2.
    Ao contrário do que muitas pessoas pensam, a massa de um objeto não influencia a velocidade de sua queda. Na verdade, se uma pena e uma bola de boliche fossem soltas do teto de uma câmera a vácuo, atingiriam o solo no mesmo instante. Isso ocorre porque no vácuo não há influência da resistência do ar, que, em circunstâncias normais, faria com que os objetos mais densos atingissem o solo mais rapidamente, já que a superfície de contato com o ar de objetos menos densos é maior.  
    A Primeira Lei de Newton ou princípio da Inércia afirma que: "Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, a menos que sobre ele passe a atuar uma força resultante não nula. Um corpo em movimento retilíneo e uniforme tende a permanecer em movimento retilíneo e uniforme, a menos que sobre ele passe a atuar uma força resultante não nula." De maneira mais simples, todo corpo em repouso tende a permanecer em repouso e todo corpo em movimento tende a permanecer em movimento. Além disso, essa lei afirma que cada corpo possui uma inércia, isto é, uma força necessária para que se mude o seu estado (de repouso ou movimento). Quanto maior é a massa de um corpo, maior é a sua inércia. Pode-se observar a Lei da Inércia no dia a dia quando, por exemplo, como resultado de uma freada brusca, nosso corpo é jogado para frente no carro, já que estava em movimento e a tendência era de continuar em movimento. 
    A Segunda Lei de Newton possui o seguinte enunciado: 
    É importante lembrar que força é uma grandeza vetorial, isto é, possui um sentido, uma direção. As unidades utilizadas são: Kg para a massa, m/s^2 para a aceleração e N (Newtons) para a força resultante. 
    Exemplo: Para empurrar um bloco de 2 Kg com uma aceleração de 1 m/s^2 é necessária uma força resultante de quantos Newtons?
    Solução: Fr=ma, logo a força resultante equivale a: 2 x 1 = 2 Newtons. 
    Existe uma diferença fundamental entre massa e peso. Como vimos antes, a massa de um corpo está intimamente relacionada à sua inércia e não varia de ambiente para ambiente. Já a força peso pode ser entendida como a força que fazemos sobre o solo em que pisamos, estando, portanto, relacionada à aceleração da gravidade, já que força equivale a massa vezes aceleração. Assim, temos que peso = mg (massa vezes aceleração da gravidade). Por exemplo, alguém que pesa 50 Kg e está na Terra exerce um peso de aproximadamente 500 N (50 x 10, aproximando a aceleração da gravidade para 10 m/s^2). Entretanto, essa mesma pessoa, se estivesse na Lua, teria um peso diferente, pois lá a aceleração da gravidade é menor (1,6 m/s^2). 
    A Terceira Lei de Newton afirma que: "Para qualquer força que um corpo A aplique a um corpo B, haverá uma força de mesma intensidade, de mesma direção, mas de sentido contrário, aplicada pelo corpo B ao corpo A."  De maneira mais simples, toda ação tem uma reação de direção oposta. Entretanto, é importante ressaltar que essa lei só vale quando o par de forças atua em corpos distintos. Pode-se observar essa lei quando, por exemplo, quando uma bola atinge uma vidraça. Enquanto a força aplicada pela bola faz o vidro se quebrar, a força aplicada pelo vidro faz a bola ser rebatida. 
    
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