Mecânica Newtoniana

Mecânica Newtoniana é o estudo da relação causal, no mundo natural, entre força, massa, e movimento. O filósofo natural e cientista do século 17 Isaac Newton desenvolveu um conjunto de princípios universais para ajudar a explicar e prever o movimento dos objetos no mundo natural, e o grau em que esses objetos mudam de movimento relativo, interagindo com as forças externas . Newton encarna a inter-relação entre os conceitos físicos de força, massa e aceleração em suas três leis do movimento. A capacidade da mecânica newtoniana para descrever com precisão o fenômeno natural sob observação é derivada da aplicação destas leis distintas do movimento.

A primeira lei do movimento afirma que um corpo em movimento tende a permanecer em movimento, e um corpo em repouso tende a permanecer em repouso. Este princípio explica o conceito de inércia, ou seja, a aplicação de força que é necessária para mover um objeto fixo. Da mesma forma, a desaceleração de um corpo, caso contrário, movendo a uma velocidade constante, só pode ocorrer quando uma força externa atue sobre ele. Por exemplo, uma bala disparada de um rifle continuaria seu movimento em uma determinada direção perpetuamente, se não fosse pelas forças simultâneas da gravidade e a resistência do ar na atmosfera. Estas forças agem em conjunto na bala para fazê-la parar a uma certa distância do local onde ela foi inicialmente disparada.A Segunda Lei de Newton sobre o movimento é uma fórmula matemática ou quantitativa que descreve a natureza intrínseca da força. Newton postulou que a quantidade de força exercida é diretamente proporcional à massa de um corpo, os tempos de sua aceleração, ou f = ma. Se dois corpos distintos estão se movendo em uma aceleração constante, o objeto com a maior massa produzirá a maior força. Este princípio da Mecânica Newtoniana pode ser ilustrado pelo exemplo de um automóvel e uma locomotiva que estão se locomovendo em direção ao outro a uma taxa igual de velocidade. Quando os dois objetos se colidem, a força exercida sobre o automóvel será muito maior devido à massa muito maior da locomotiva.

A Terceira Lei do Movimento pode ser resumida com a declaração: para cada ação, há uma reação igual e oposta. Em outras palavras, as forças de dois corpos agindo uns sobre os outros são sempre iguais. Por exemplo, a força que uma bola de beisebol exerce sobre um bastão é igual e oposta à força que o bastão exerce sobre a bola de beisebol.

O conceito de Mecânica Newtoniana fornece muitas ferramentas analíticas as quais um observador pode usar para prever com precisão as mudanças no movimento de um corpo resultantes de forças externas agindo sobre ele. Estes princípios são igualmente aplicáveis à circulação de grandes objetos celestes ou ao movimento de uma bola de tênis simples. Usando vetores para descrever a magnitude e a direção de um corpo em movimento, bem como a maneira pela qual as forças externas formam impacto sobre o corpo, um observador pode prever com precisão a velocidade e a direção líquida resultante de um corpo – que é a soma de todas as forças externas agindo sobre o corpo em um determinado ponto no tempo.