Coisas que controlam os movimentos

 Manobrar um carro para colocá-lo em uma vaga no estacionamento ou aterrizar um avião são tarefas onde o controle dos movimentos é fundamental.

 Para que esse controle possa ser realizado, vários elementos são projetados, desenvolvidos e incorporados aos veículos e outras máquinas.

 Para um avião mudar de direção em pleno ar existe uma série de mecanismos. Nos barcos e automóveis, também temos mecanismos, embora mais simples do que os das aeronaves.

 Tudo isso indica que a mudança na direção dos movimentos não se dá de forma natural, espontânea. Ao contrário, exige um esforço, uma mudança nas interações entre o corpo e o meio que o circunda.

 Da mesma forma, aumentar ou diminuir a velocidade exige mecanismos especiais para este fim. Os automóveis possuem o sistema de freios para diminuir sua velocidade e parar, e um controle da potência do motor para poder aumentar ou manter a sua velocidade. O mesmo ocorre com os aviões, barcos, e outros veículos que têm que possuir sistemas de controle da velocidade.

 Além disso, os próprios animais possuem seus próprios sistemas de controle de movimentos, seja para mudar sua direção, seja para alterar sua velocidade.

 Em todos esses casos estamos tratando das interações que os corpos têm com o meio. Um barco para aumentar sua velocidade tem que jogar mais água para trás: isso constitui uma nova interação entre ele e a água. O avião, para mudar de direção, inclina um ou mais de seus mecanismos móveis, e faz com que ele interaja com o ar de uma forma diferente.

 Na Física, as interações podem ser compreendidas como forças que um objeto aplica em outro. Assim, para que o avião mude de direção, é necessário que suas asas apliquem uma força diferente no ar, e que este, por sua vez também aplique outras forças no avião.

Força e Velocidade

 Quando o vento sopra na vela de uma barco está "forçando-o" para frente. Trata-se de uma interação que podemos representar da seguinte forma:

 A flecha indica que o vento aplica uma força na vela para a frente. Seu comprimento indica a intensidade da força: uma força maior seria indicada por uma flecha mais comprida. Essa forma de representar uma quantidade física é chamada de vetor.

 Para aumentar sua velocidade o barco precisa sofrer uma força no mesmo sentido do seu movimento. Uma força no sentido contrário faria sua velocidade diminuir. É o que aconteceria se, de repente, o vento passasse a soprar para trás.

 Mas além de interagir com o ar, o barco também interage com a água. Ele empurra água para frente, e esta, por sua vez, dificulta seu movimento, “segura” o casco. Isso pode ser representado por uma outra força, agora no sentido contrário do movimento. Se o vento cessar, essa força da água fará o barco parar, uma vez que é oposta ao movimento. Tente representar a força que a água faz no barco através de um vetor.

Força e direção

 Para mudar a direção de um movimento, como já dissemos, é preciso uma força. Porém, não uma força qualquer. Para que o movimento mude de direção a força dever ser aplicada em uma direção diferente da direção do movimento. É isso que acontece quando um motorista vira a direção do seu carro (já sei, já sei, escrevi muita direção em um parágrafo só ...

 Em outras palavras, se um carro está indo para a frente e quer virar à esquerda, é preciso que a força seja aplicada como mostra a figura. Neste caso, a força representa uma interação entre os pneus e o asfalto: o pneu força o asfalto para lá e o asfalto força os pneus (e o carro) para cá. Portanto, movimentos curvos só ocorrem quando há uma força agindo em uma direção diferente do movimento. Quando você gira uma pedra presa a um barbante, a pedra está sendo forçada pelo barbante para “dentro”, mantendo-o em um movimento circular. Se o barbante se rompe, a pedra segue em frente de onde foi solta.

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 Por trás de todos estes exemplos estão as leis do movimento, conhecidas como "Leis de Newton". Conhecendo estas leis e as várias interações podemos prever os movimentos e as condições para que os objetos fiquem em equilíbrio. Os sistemas de controle de movimento que acabamos de discutir obedecem às Leis de Newton e são projetados para funcionarem corretamente de acordo com as interações a que estão sujeitos. Nas próximas leituras estaremos aprofundando o estudo das Leis de Newton e das várias interações que acabamos de apresentar. Que tal dar uma lida nos enunciados das três Leis de Newton, apresentados abaixo e tentar explicar com suas próprias palavras o que você consegue entender. Esses enunciados estão escritos da forma como Newton os redigiu em seu livro Princípios Matemáticos da Filosofia Natural.

* fonte: Livro 2. Força, Massa, Gravidade, Aceleração do GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física - Instituto de Física da USP, junho de 1998. (link do livro)

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