WEBVTT 00:00:01.045 --> 00:00:06.107 Neste vídeo, eu quero falar um pouco sobre a Primeira Lei de Newton 00:00:06.107 --> 00:00:11.133 Aqui está uma tradução do princípio de Newton direto do latim 00:00:11.133 --> 00:00:16.200 A primeira Lei: Todo corpo continua em seu estado de repouso 00:00:16.200 --> 00:00:22.800 Então, estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme 00:00:22.800 --> 00:00:28.267 a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças aplicadas sobre ele 00:00:28.267 --> 00:00:33.133 Outro modo de colocar o que está sendo dito é que se todo corpo continua 00:00:33.133 --> 00:00:38.933 Ou seja, tudo continua em repouso ou se movendo em uma velocidade constante 00:00:38.933 --> 00:00:43.871 A não ser que ele seja obrigado a mudar seu estado por força, a não ser que uma força seja exercida sobre ele 00:00:43.871 --> 00:00:46.933 Especialmente uma força não-balanceada, e explicarei o que é isso em breve. 00:00:46.933 --> 00:00:50.867 Então, se eu tenho algo que esteja em repouso, completamente parado 00:00:50.867 --> 00:00:58.400 Digamos que eu tenho - isso é algo que já vimos antes - digamos que eu tenho uma pedra. 00:00:58.400 --> 00:01:07.975 Eu tenho uma pedra em algum lugar e ela está em repouso sobre um gramado 00:01:07.975 --> 00:01:13.800 Eu posso continuar observando aquela pedra e é improvável que ela se mexa, assumindo que nada aconteça com ela. 00:01:13.800 --> 00:01:17.667 Se não tem nenhuma força sendo aplicada sobre aquela pedra, ela simplesmente vai continuar ali. 00:01:17.667 --> 00:01:23.800 Então a primeira parte é um pouco óbvia: todo corpo continua em seu estado de repouso. 00:01:23.800 --> 00:01:28.667 Eu ainda não vou entrar na segunda parte: a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças aplicadas sobre ele 00:01:28.667 --> 00:01:33.400 Então claramente, uma pedra vai continuar em repouso a menos que alguma força seja aplicada sobre ela. 00:01:33.400 --> 00:01:37.267 A menos que alguém esteja tentando empurrá-la, ou rolá-la ou fazer qualquer coisa com ela. 00:01:37.267 --> 00:01:41.800 O que é um pouco menos intuitivo sobre a primeira lei é a segunda parte. 00:01:41.800 --> 00:01:48.600 Todo corpo continua em seu estado de repouso ou em movimento retilíneo uniforme 00:01:48.600 --> 00:01:52.667 A menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças aplicadas sobre ele. 00:01:52.667 --> 00:01:57.200 Então essa é a primeira lei de Newton, e eu acho que devo fazer um parêntese aqui 00:01:57.200 --> 00:02:01.467 Porque essa imagem pequena aqui é o Newton 00:02:01.467 --> 00:02:05.133 E se estamos falando da primeira lei de Newton, então porque eu tenho esse retrato enorme desse cara aqui do lado? 00:02:05.133 --> 00:02:10.933 Bem, a razão é que a primeira lei de Newton na verdade é simplesmente uma reexpressão da lei de inércia desse cara 00:02:10.933 --> 00:02:19.241 E esse cara - outro titã da civilização na verdade - é o Galileo Galilei 00:02:19.241 --> 00:02:23.333 Ele foi a primeira pessoa a formular a lei da inércia 00:02:23.333 --> 00:02:27.175 E Newton apenas a reformulou um pouquinho e a empacotou junto com suas outras leis 00:02:27.175 --> 00:02:29.098 Mas claro que ele faz também muitas, muitas, muitas outras coisas 00:02:29.098 --> 00:02:32.667 Mas você precisa realmente dar crédito a Galileo pela primeira lei de Newton 00:02:32.667 --> 00:02:34.933 E é por isso que eu fiz ele ficar maior aqui 00:02:34.933 --> 00:02:36.733 Mas eu estava no meio de um pensamento! 00:02:36.733 --> 00:02:41.467 Então, entendemos que se alguma coisa está em repouso, ela vai continuar assim a não ser que alguma força seja exercida sobre essa coisa. 00:02:41.467 --> 00:02:44.267 Em algumas definições você verá "a menos que alguma força resultante seja aplicada" 00:02:44.267 --> 00:02:49.400 E a razão pela qual dizem "força resultante" é porque você pode ter duas forças sendo exercidas sobre um corpo 00:02:49.400 --> 00:02:51.333 E essas forças podem se anular 00:02:51.333 --> 00:02:55.333 Por exemplo: eu posso empurrar a pedra do lado esquerdo com uma certa quantidade de força 00:02:55.333 --> 00:03:00.667 E se você empurrar o lado direito da pedra com exatamente a mesma quantidade de força, a pedra não irá se mexer 00:03:00.667 --> 00:03:05.867 A única forma que a pedra se moveria é se houver muito mais força de um lado do que do outro lado 00:03:05.867 --> 00:03:07.867 Então se você tiver uma força resultante 00:03:07.867 --> 00:03:11.000 E acabei de perceber que talvez a pedra seja uma má analogia 00:03:11.000 --> 00:03:13.133 Vamos mudar para o gelo porque o gelo é mais fácil de mexer 00:03:13.133 --> 00:03:14.533 Ou gelo sobre gelo 00:03:14.533 --> 00:03:19.533 Então temos uma superfície de gelo aqui e em cima disso tenho um bloco de gelo 00:03:19.533 --> 00:03:25.533 Mais uma vez estamos familiarizados com a idéia: se não há nenhuma força sendo exercida sobre ele, o gelo não se mexerá 00:03:25.533 --> 00:03:31.733 Mas o que acontece se eu estou empurrando o gelo com uma certa quantidade de força deste lado 00:03:31.733 --> 00:03:35.000 E você esta empurrando o gelo do outro lado com a mesma exata quantidade de força 00:03:35.000 --> 00:03:37.400 O gelo não se moverá 00:03:37.400 --> 00:03:40.000 Então aqui temos forças que se anulam 00:03:40.000 --> 00:03:41.933 Uma força resultante nula 00:03:41.933 --> 00:03:51.267 Ou seja, o único jeito do gelo mudar seu estado de repouso é se a força resultante não for nula 00:03:51.267 --> 00:03:57.800 Se adicionarmos um pouco de força desse lado de modo que ela mais que compensa a força do lado oposto 00:03:57.800 --> 00:04:04.267 Então você irá ver o bloco de gelo começar se mover, começar a realmente se acelerar naquela direção 00:04:04.267 --> 00:04:09.400 Mas eu acho que essa parte é trivial: algo que está em repouso ficará em repouso a menos que 00:04:09.400 --> 00:04:11.467 uma força resultante não nula seja aplicada 00:04:11.467 --> 00:04:17.133 O que é menos óbvio é a idéia de que algo em movimento retilíneo uniforme 00:04:17.133 --> 00:04:21.010 O que é outro modo de dizer algo com uma velocidade constante 00:04:21.010 --> 00:04:22.605 Velocidade constante 00:04:22.605 --> 00:04:29.933 O que ele está falando é que algo que tem uma velocidade constant continuará a ter velocidade constante para sempre 00:04:29.933 --> 00:04:33.200 A não ser que uma força resultante não nula seja exercida sobre ele 00:04:33.200 --> 00:04:37.600 E isso é menos intuitivo, porque sempre em nossa experiência de vida 00:04:37.600 --> 00:04:43.267 Mesmo que eu empurre esse bloco de gelo, eventualmente ele vai parar 00:04:43.267 --> 00:04:47.200 Ele não vai continuar em movimento para sempre, mesmo assumindo que essa superfície de gelo seja infinita 00:04:47.200 --> 00:04:56.667 Aquele gelo eventualmente vai parar. Ou se eu jogo uma bola de tenis, aquela bola de tenis eventualmente vai parar 00:04:56.667 --> 00:05:05.000 Ela vai voltar ao estado de repouso. Ou se eu jogar uma bola de boliche, ou se eu - qualquer coisa! 00:05:05.000 --> 00:05:09.867 Nós nunca vemos, pelo menos em nossa vida, sempre parece que as coisas irão eventualmente parar 00:05:09.867 --> 00:05:14.333 Então isso é algo muito não intuitivo de se dizer: algo em movimento continuará em movimento indefinitamente 00:05:14.333 --> 00:05:19.533 Tudo em nossa intuição humana diz que se você quer que algo continue em movimento 00:05:19.533 --> 00:05:24.133 Você terá que continuar colocando mais força, continuar colocando mais energia naquilo para que aquilo continue em movimento 00:05:24.133 --> 00:05:30.733 Um carro não continuará para sempre a menos que o motor continue queimando combustível e consumindo energia 00:05:30.733 --> 00:05:32.533 Então sobre o que eles estão falando? 00:05:32.533 --> 00:05:36.933 Bem, em todos esses exemplos - e eu acho que essa é uma sacada brilhante desses dois caras 00:05:36.933 --> 00:05:41.467 O que acontece é que todas essas coisas continuariam em movimento para sempre 00:05:41.467 --> 00:05:44.933 A bola continuaria em movimento para sempre, esse bloco de gelo continuaria em movimento para sempre 00:05:44.933 --> 00:05:50.200 A não ser pelo fato de que há forças resultantes não nulas sendo exercidas sobre eles para pará-los 00:05:50.200 --> 00:05:54.467 No caso de gelo, mesmo que gelo sobre gelo não gera muito atrito 00:05:54.467 --> 00:05:57.267 Ainda assim há atrito entre os dois 00:05:57.267 --> 00:06:00.533 E você tem, nesta situação, a força do atrito que estará 00:06:00.533 --> 00:06:03.800 Sendo exercida contra a direção de movimento do gelo 00:06:03.800 --> 00:06:07.400 E o atrito na verdade vem de um nível atomico 00:06:07.400 --> 00:06:12.867 Se você olhar para a estrutura de treliça das moléculas de água do cubo de gelo 00:06:12.867 --> 00:06:20.800 E aqui está a estrutura de treliça das moléculas de água da superfície de gelo 00:06:20.800 --> 00:06:23.333 Elas meio que colidem e raspam entre si 00:06:23.333 --> 00:06:25.267 Mesmo que ambas sejam lisas, há algumas imperfeições aqui 00:06:25.267 --> 00:06:28.400 Elas colidem e raspam, gerando um pouco de calor 00:06:28.400 --> 00:06:32.867 E isso essencialmente estará trabalhando contra o movimento 00:06:32.867 --> 00:06:36.533 Então há uma força de atrito que está sendo aplicada aqui, e por isso que o bloco está parando 00:06:36.533 --> 00:06:38.600 E não somente a força de atrito, há também um pouco de resistência do ar 00:06:38.600 --> 00:06:42.667 O bloco de gelo está colidindo com todo tipo de partículas de ar 00:06:42.667 --> 00:06:47.333 Pode não ser notável no começo, mas definitivamente irá fazer com que o bloco continue em movimento para sempre 00:06:47.333 --> 00:06:49.800 A mesma coisa acontece com a bola sendo jogada no ar 00:06:49.800 --> 00:06:54.400 É claro que em algum momento ela atinge o chão por causa da gravidade, então essa é uma força agindo sobre a bola 00:06:54.400 --> 00:06:59.333 Mas mesmo uma vez que a bola bateu no chão, ela não vai continuar rolando para sempre novamente devido ao atrito 00:06:59.333 --> 00:07:04.667 Sabe, especialmente se há grama ali, a grama vai fazer a bola parar 00:07:04.667 --> 00:07:08.733 E mesmo quando a bola estiver no ar ela vai desacelerar, não vai ter uma velocidade constante 00:07:08.733 --> 00:07:14.364 Porque você tem todas essas partículas de ar que irão colidir com ela 00:07:14.364 --> 00:07:18.067 E exercer força para desacelerá-la 00:07:18.067 --> 00:07:21.667 Mas o que é realmente brilhante desses caras é que eles conseguiram imaginar uma realidade 00:07:21.667 --> 00:07:28.333 Onde não se tem gravidade, onde não se tem ar para desacelerar as coisas 00:07:28.333 --> 00:07:34.000 E eles puderam imaginar que naquela realidade, um objeto iria simplesmente continuar em movimento 00:07:34.000 --> 00:07:37.800 E francamente, a razão pela qual Galileo provavelmente foi bom em pensar nisso 00:07:37.800 --> 00:07:41.067 Foi porque ele estudou as órbitas dos planetas 00:07:41.067 --> 00:07:46.400 E ele provavelmente teorizou: ei! Talvez não tenho ar por lá 00:07:46.400 --> 00:07:50.333 E talvez por isso que os planetas conseguem simplesmente continuar dando voltas e mais voltas em suas órbitas 00:07:50.333 --> 00:07:55.667 E eu devo falar a velocidade linear, porque a direção fica mudando 00:07:55.667 --> 00:08:01.800 A velocidade linear permanece constante, porque não tem nada no espaço para realmente desacelerar esses planetas 00:08:01.800 --> 00:08:04.867 De qualquer modo, espero que tenham achado isso tão fascinante quanto eu acho 00:08:04.867 --> 00:08:08.600 Porque em um nível isso é super óbvio, mas em um outro nível isto é completamente não trivial 00:08:08.600 --> 00:08:12.000 Especialmente essa parte de "movimente retilíneo uniforme" 00:08:12.000 --> 00:08:16.733 E apenas para deixar o ponto claro, se a gravidade desaparecesse e não houvesse ar 00:08:16.733 --> 00:08:22.267 E você fosse jogar uma bala, essa bola literalmente continuaria se movendo na mesma direção para sempre 00:08:22.267 --> 00:08:26.667 A menos que uma outra força resultante não nula agisse para parar a bola 00:08:26.667 --> 00:08:32.267 Outro jeito de pensar sobre isso, e isso é um exemplo que você pode vivenciar 00:08:32.267 --> 00:08:41.533 Se eu estou em um avião que está em uma velocidade completamente constante 00:08:41.533 --> 00:08:43.467 E não há qualquer turbulência no avião 00:08:43.467 --> 00:08:50.790 Então se eu estiver sentando no avião bem aqui e ele está voando em uma velocidade constante 00:08:50.790 --> 00:08:52.667 Suavemente, sem turbulência 00:08:52.667 --> 00:08:57.800 Não há como eu dizer se o avião está se movendo ou não sem eu olhar para fora da janela 00:08:57.800 --> 00:09:01.067 Vamos assumir que não há janelas neste avião e que ele esteja indo em uma velocidade constante 00:09:01.067 --> 00:09:06.800 E que não há turbulência, e vamos ainda dizer que eu não consiga escutar nada 00:09:06.800 --> 00:09:08.533 Não consigo nem escutar as turbinas 00:09:08.533 --> 00:09:11.400 Não há como eu sentir que o avião está se movendo 00:09:11.400 --> 00:09:14.933 Porque do meu quadro de referência, isso é completemente idêntico 00:09:14.933 --> 00:09:19.333 A se eu estivesse no mesmo avião que estivesse em repouso no chão 00:09:19.333 --> 00:09:23.733 E outro modo de pensar sobre isso que é na verdade bem intuitivo é que ambos são estados similares 00:09:23.733 --> 00:09:28.267 Estando em movimento retílineo uniforme ou em repouso 00:09:28.267 --> 00:09:31.000 Você realmente não consegue dizer se você está em um ou em outro