Question

Em 1686 Sir Isaac Newton apresentou sua obra Principia Mathematica Philosophiae Naturalis (Os princípios Matemáticos da Filosofia Natural), chamado de Princípia. Nela Newton descreve assuntos de Física, matemática, Astronomia, Mecânica e sobre Gravitação.

Esta obra é composta por 3 volumes:

1-De Motu Corporum- Sobre o Movimento dos Corpos
2-De Motu Corporum- Sobre o movimento dos corpos(Continuação)
3- De mundi Systemate- Sobre o sistema do Mundo

Sobre as leis de Newton, suas aplicações e sua enorme contribuição para a ciência, considere as seguintes afirmativas:
(5 Pontos)

Qualquer variação do vetor velocidade, em relação a um referencial inercial estará associada a uma mudança na massa do corpo.

A segunda lei, conhecida como princípio fundamental da dinâmica, estabelece que a aceleração de um corpo submetido a uma força externa resultante é diretamente proporcional à sua massa

Podemos afirmar que um corpo que possui Força Resultante Nula não tem nenhuma força atuando sobre ele.

Se um corpo tem velocidade constante, o somatório vetorial das Forças que atuam sobre ele será diferente de Zero.

De acordo coma Terceira Lei de Newton, Força Peso e Força Normal formam um par ação e reação.

Answer 1

Somente a afirmativa V (terceira lei) é verdadeira.

Afirmativa I (Falsa): Newton define o momento linear como o produto da massa pela velocidade do corpo e em seguida ele define a força como sendo aquilo que faz variar a velocidade:

$F = \dfrac{d\,mv}{dt}$

Se a massa for constante: $F = ma$

Vale lembrar que existem casos onde a massa varia como no lançamento de foguetes. Mas este caso específico não faz a aceleração da gravidade alterar a massa de um corpo em queda livre.

Afirmativa II (Falsa): A segunda lei de newton $F = ma$ nos diz que a massa e a aceleração são inversamente proporcionais.

Supondo um experimento onde a força seja sempre constante, ao aumentar o valor da massa, veremos uma redução no valor da aceleração resultante desta força.

Afirmativa III (Falsa): A força resultante nula significa que duas ou mais forças se cancelam.  Em resumo, usamos a força resultante nula para descobrir quais são as forças que fazem um corpo ficar "parado".

A aceleração da gravidade, por exemplo está sempre nos puxando "para baixo" (centro da Terra) e mesmo assim nós nunca atravessamos o chão. Como a aceleração da gravidade nunca "desliga", então a única explicação para nós ficarmos parados é a existência de uma outra força (normal) que gere força resultante nula quando somada com a força da gravidade.

Afirmativa IV (Falsa): Força resultante diferente de zero significa que a aceleração é diferente de zero. E como a aceleração é a variação da velocidade, então não tem como a velocidade ser constante sob ação de uma força resultante diferente de zero.

Outra forma de pensar é:

$F = ma = m\frac{dv}{dt}$

Se a velocidade for constante, então $\frac{dv}{dt}=0$ porque a derivada de uma constante dá zero.

Portanto, $F = m\frac{d(const)}{dt}=0 \implies F = 0$ e assim vemos que a afirmativa é falsa.

Afirmativa V (Verdadeira): A força normal é a força perpendicular à superfície de contato que surge como reação à força aplicada sobre esta superfície.

No caso de um livro em cima de uma mesa horizontal, explicamos que o livro fica parado nesta mesa por que a força normal cancela a força peso. Ou seja, estas forças formam um par ação e reação.