Locomotiva com lançamento de projétil

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lhe enviava. Lá em Grantham iniciou sua aprendizagem em latim, grego e da bíblia, sob o magistério de Henry Strokes.

Após quatro anos em Grantham, sua mãe exigi-o que Newton voltasse para a quinta, para que começasse a encarregar-se da mesma. Pelo seu grande desinteresse de continuar o negócio da família, Newton retornou a Grantham e começou a se preparar para ingressa a Universidade de Cambridge. Stokes preparou Newton por nove meses, e o sentiu preparado para a Universidade de Cambridge. No dia 5 de junho de 1661, aos dezoito anos, Newton entra na Universidade de Cambridge, no Trinity College. Nessa época, pela falta de recursos econômicos de sua mãe, Newton começou a trabalhar servir alunos ricos e os Fellows do Trinity College, para poder continuar estudando na Universidade. Newton, nunca frequentou assiduamente as aulas, preferindo ir para a Biblioteca, onde podia trabalhar e investigar sozinho.

Em abril de 1664 se tornou scholar do Trinity College, onde ganhou uma bolsa de estudos. Nesse mesmo período, Newton faz notas e apontamentos sobre a geometria de Descartes e ao cálculo de infinitesimal de Wallis.

Conheceu então Isaac Barrow, que foi seu professor Lucasiano. Em 1665 Newton acaba seu bacharelado com distinção, e no mesmo período a Universidade de Cambridge é fechada por causa da peste bubônica. Newton se viu obrigado a voltar para sua casa em Woolsthope, por cerca de 18 meses. Nesse período, diz a lenda, foi quando uma maçã caiu na cabeça de Newton, que o inspirou a estudar os fenômenos da gravidade.

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No dia 5 de julho de 1687 publicou sua obra revolucionaria, o Livro Philosophiae naturalis principia mathematica, onde cita na definição III e IV, um dos seus conceitos centrais, é a inércia.

Definição III.

“A força ínsita da matéria é o poder de resistir, pelo qual cada corpo, tanto quanto dele depende, persevera no seu estado de repouso ou de movimento uniforme ao longo de uma linha reta”.

Esta força é sempre proporcional ao seu corpo, e não difere em nada da inércia da massa, a não ser no modo de a conceber. Por causa da inércia da matéria sucede que todo o corpo, dificilmente, é alterado do seu estado de repouso ou de movimento. Sob esse ponto de vista, a força ínsita pode também chamar-se, com um termo mais significativo, força da inércia. Na verdade, um corpo exerce esta força apenas na mudança do seu estado causada por outra força impressa em si; e este exercício é, sob diferentes perspectivas, resistência e impulso. É resistência na medida em que o corpo, para conservar o seu estado, resiste à força impressa; é impulso na medida em que o mesmo corpo, cedendo com dificuldade à força do obstáculo resistente, tenta mudar o estado daquele obstáculo. Atribui-se vulgarmente a resistência aos corpos que estão em repouso e o impulso aos corpos que se movem, mas o movimento e o repouso, tal como são vulgarmente concebidos, só se distinguem relativamente, e nem sempre estão realmente em repouso os corpos que vulgarmente se observam como tal.

Definição IV.

“A força impressa é a ação exercida num corpo, para mudar o seu estado de repouso ou de movimento uniforme em linha reta”.

Esta força consiste apenas na ação, e não permanece num corpo depois da ação. Um corpo persevera em todo o novo estado somente pela força da inércia. A força impressa provém de diferentes origens, como do choque, da pressão ou da força centrípeta.

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Uma básica explicação sobre a lei da inércia, citada por Isaac Newton: "Um corpo tende a permanecer em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme, quando a resultante das forças que atuam sobre si for nula".

A resultante da somatória das forças que exercem em um corpo deve ser nula, para o corpo permanecer em movimento retilíneo constante, ou em repouso.

4. REFERENCIAIS INERCIAIS  Referencial inercial é um sistema de referência em que corpos livres não têm o seu estado de movimento alterado a não ser que haja sobre eles uma força externa. De acordo com a Primeira Lei de Newton, sabemos que uma partícula em repouso (parada) permanecerá em repouso; e uma partícula em movimento permanecerá em movimento, com velocidade constante, até que uma força externa atue sobre elas. Portanto, essa lei diz que uma partícula isolada está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Quando estamos enunciando a lei da inércia, temos que indicar ao que ou a quem está sendo referido o movimento do corpo livre em movimento. Temos a possibilidade de admitir que o movimento do corpo é relativo a um observador (ele próprio), a uma outra partícula ou a um sistema livre. Para o sistema livre, o móvel não sofre interação com o restante do universo. Esse observador é dito um observador inercial e o sistema de referência que ele utiliza recebe o nome de sistema inercial de referência. A Terra, em virtude do seu movimento de rotação, não pode ser rigorosamente considerada um referencial inercial. Contudo, quando estudamos movimentos de pequena duração, podemos desprezar os efeitos de sua rotação e considerar a Terra como sendo um referencial inercial. Partindo do princípio e o aplicando ao experimento prático, em primeira instância o fator de lançamento e retorno do projétil é visto como movimento e não analisado a partir de um referencial. Mas, diante das Leis de Newton podemos efetuar uma nova análise, onde com a locomotiva em movimento, o projeto a ser lançado (bola, no nosso caso) encontrasse em repouso tendo como referencial a própria locomotiva. E que,

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partindo como referencial qualquer outro ponto fora da locomotiva, até mesmo um observador, o projétil está em movimento, junto da locomotiva. Perante esse conceito de cinemática, entendemos que com o lançamento com a locomotiva em movimento, a tendência do projétil é efetuar uma parábola em sua trajetória, com aceleração centrípeta (apontando ao centro da Terra), tendo como a Força Peso (m*g) a responsável pela descrição do movimento.

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5. ENERGIA

Neste trecho do trabalho será descrito o que é energia, em especifico a energia mecânica, que foi utilizado em nosso experimento. Por consequência, serão descritas a energia cinética e a potencial.

De início, vamos descrever breve e sucintamente o conceito de energia.

Energia é um termo originado da Física. A definição do termo é bastante abrangente, e é muito difícil poder defini-lo em algumas palavras. Vamos começar pelos