Isaac Newton - movimento e massa

Isaac Newton - movimento/massa e as 3 Leis

As 3 Leis de Newton são a base para o estudo da mecânica clássica, que é o tema que permite entender como se comportam objetos parados e em movimento, ou seja, corpos em equilíbrio estático ou dinâmico. Essa importante matéria do Ensino Médio é também conhecida como mecânica newtoniana.

1ª Lei de Newton – Lei da Inércia

A tendência de um corpo é permanecer parado como ele está. Um objeto parado irá continuar assim. Um objeto em movimento retilíneo e uniforme (MVR) permanecerá assim enquanto a resultante das forças for igual a zero.

Se sobre um corpo não se exerce nenhuma força resultante, então o corpo permanece em repouso ou se desloca em movimento retilíneo e uniforme.

Se ninguém empurrar as moedas elas não vão sair do lugar, por outro lado, se as moedas estiverem em movimento no vácuo do espaço, elas vão continuar em movimento (retilíneo e uniforme) até que alguma força interfira nesse movimento.

2ª Lei de Newton – o Princípio Fundamental da Dinâmica

Uma força pode colocar em movimento um corpo que inicialmente se encontrava em repouso (a régua movendo a moeda), deter um corpo inicialmente em movimento (a segunda moeda para o movimento da primeira no momento do choque), fazer que a velocidade com que o corpo se desloca aumente ou diminua (força com que a moeda é empurrada), ou simplesmente deformá-lo.

Além disso, quando o valor da força aumenta, o efeito também aumenta; por outro lado, uma mesma força pode produzir efeitos diferentes.

3ª Lei de Newton – o Princípio da Ação e Reação

Para toda ação, surge uma reação de mesma intensidade, mesma direção e com sentido oposto.

Quando um corpo A (moeda fora do círculo) exerce sobre outro corpo, B (moeda dentro do círculo), certa força (ação, choque das duas moedas), o corpo B também exerce sobre A uma força de igual intensidade e direção, mas de sentido oposto (reação – a moeda de 5 centavos anda para trás quando bate na moeda de 1 Real). Nos outros exemplos a moeda empurrada com a régua para o seu movimento depois de bater na moeda que estava parada.

Isaac Newton

Com descobertas em óptica, movimento e matemática, ele desenvolveu os princípios da física moderna. Em 1687, publicou seu trabalho mais aclamado: “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” (“Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”), que foi nomeado como o livro mais influente da física.

É muito difícil explicar em poucas palavras quem foi Newton, segundo o astrofísico Neil deGrasse Tyson, Isaac Newton foi o maior gênio que caminhou por esse planeta em toda sua história. Já Isaac Newton dizia o seguinte sobre si mesmo: "Se vi mais longe foi por estar de pé sobre ombros de gigantes".

Isaac Newton estava se referindo a 3 grandes cientistas que viveram antes dele, Nicolau Copérnico, Johannes Kepler e Galileu Galilei.

Sugiro aos pais e professores assistirem a série “Cosmos” (está no NetFlix). Essa série foi originalmente produzida e narrada por Carl Sagan. A série que está no NetFlix foi produzida e narrada por Neil deGrasse Tyson.
No episódio 3 da série “Cosmos”, cujo título é “Quando o conhecimento venceu o medo”, além de aprender um pouco sobre Newton esse episódio também fala sobre Edmond Halley (cometa Halley), amigo de Newton e outro grande personagem da história.

Isaac Newton - movimento/massa e as 3 Leis

Para que os resultados possam ser analisados é importante seguir 4 regras:

1) tente bater nas moedas sempre no mesmo ponto, por exemplo, fazer com que elas se choquem batendo o centro de uma contra o centro da outra;
    

2) Faça duas linhas, uma para marcar o local da moeda que será empurrada e outra linha para marcar o local até onde pode mover a régua para empurrar a moeda;

3) não importa quais moedas você estiver usando, faça sempre duas experiências: primeiro empurre a moeda com pouca força e depois com força;

4) deixe as moedas sempre viradas para o mesmo lado, ou "cara" ou "cora". O lado da moeda tem influência sobre o movimento por oferecer mais ou menos atrito.

O ideal é fazer essa atividade sobre uma superfície plana e lisa, nós fizemos sobre uma mesa de fórmica.

Uma opção é usar fita adesiva e colar uma folha de cartolina no chão. A moeda desliza bem sobre o papel.

Ao invés de moedas você pode usar outros objetos para fazer essa experiência, por exemplo: arruelas, porcas, tampas de garrafa, etc. O importante é o objeto ter um lado plano e liso.

As crianças podem usar uma folha de papel ou o formulário anexo para anotar os resultados dessa experiência.

Isaac Newton - movimento/massa e as 3 Leis

Pais
Sempre que possível faça uma experiência junto com seu(s) filho(s). A experiência científica é pura mágica para os olhos de uma criança, aproveite a oportunidade e explique “por que” e “como” essas coisas acontecem. Tenha certeza que isso vai ajudar a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Esse experimento científico pode ser utilizado como atividade extracurricular para diversão e curiosidade dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências/Física – quando falar sobre movimento, inércia, massa, etc.
História – quando falar sobre Isaac Newton.

O lado bom dessa atividade é a participação dos alunos.

Antes de fazer a experiência lembrar os alunos que:

1) as moedas podem ter o mesmo tamanho, mas ter massa diferente, por exemplo, as moedas de 5 e 10 centavos;

2) a experiência com moedas de 5 centavos (leves) e 10 centavos (pesadas), embora tenham tamanhos parecidos os resultados serão diferentes por causa da diferença de massa;

3) as moedas podem ter massas iguais ou parecidas, como é o caso das moedas de 25 centavos e 1 Real, mas as moedas de 25 centavos sofrem menos atrito com a superfície por ter um tamanho menor (atrito tem influência sobre o movimento);

4) oriente a criança para primeiro empurrar a moeda para que as duas batam no centro, depois ele deve tentar bater na lateral. Nesse ultimo caso as moedas vão abrir como se fosse um "V", sendo que uma das linhas diagonais será maior que a outra;

5) levar todos esses dados em consideração na hora de fazer as experiências.

Pergunta para os alunos

A segunda Lei de Newton, Lei da Dinâmica, diz que o movimento pode deformar os objetos. Isso não acontece com as moedas, em quais esportes a Lei da Dinâmica pode fazer com que o movimento deforme o objeto?
R) Futebol quando o jogador chuta a bola e no tênis quando a raquete bate na bola.

Orientar os alunos para anotar os resultados:

1) Uma opção é dividir a classe em grupos e entregar uma cópia do formulário anexo;

2) Orientar que os grupos anotem os resultados no papel para que possam ser comparados com o de outros colegas;

3) Comparar os resultados anotando na lousa a conclusão da maioria;

4) Para finalizar, testar junto com o professor para confirmar os resultados encontrado.