O que estuda a dinâmica?
A dinâmica estuda as forças e os torques e seus efeitos no movimento dos objetos. A dinâmica é um ramo da física mecânica que estuda os corpos em movimento, levando em conta os fenômenos que possibilitam esse movimento, as forças que atuam sobre eles, sua massa e aceleração.
Isaac Newton foi responsável por definir as leis fundamentais da física necessárias para o estudo da dinâmica dos objetos. A segunda lei de Newton é a mais representativa no estudo da dinâmica, pois fala de movimento e inclui a famosa equação de Força = Massa x Aceleração.
Em termos gerais, os cientistas que se concentram na dinâmica, estudam como um sistema físico pode se desenvolver ou se alterar dentro de um certo período de tempo e as causas que levam a essas alterações.
Dessa forma, as leis estabelecidas por Newton se tornam fundamentais no estudo da dinâmica, uma vez que ajudam a entender as causas do movimento de objetos (Verterra, 2017).
Ao estudar um sistema mecânico, a dinâmica pode ser entendida mais facilmente. Nesse caso, pode-se observar com mais detalhes as implicações práticas ligadas à segunda lei do movimento de Newton.
No entanto, as três leis de Newton podem ser consideradas pela dinâmica, uma vez que elas estão inter-relacionadas entre si ao executar qualquer experimento físico em que algum tipo de movimento possa ser observado (Physics for Idiot, 2017).
Para o eletromagnetismo clássico, as equações de Maxwell são aquelas que descrevem o funcionamento da dinâmica.
Da mesma forma, argumenta-se que a dinâmica dos sistemas clássicos envolvem tanto a mecânica quanto o eletromagnetismo e é descrita de acordo com a combinação das leis de Newton, as equações de Maxwell e a força de Lorentz.
Alguns dos estudos ligados à dinâmica
Forças
O conceito de forças é fundamental para resolver problemas relacionados à dinâmica e à estática. Se conhecermos as forças que estão agindo em um objeto, podemos determinar como ele se move.
Por outro lado, se sabemos como um objeto se move, podemos calcular as forças que atuam nele.
Para determinar com certeza quais são as forças que atuam sobre um objeto, é necessário saber como o objeto está se movendo em relação a um referencial inercial.
As equações do movimento foram desenvolvidas de tal forma que as forças que atuam sobre um objeto podem estar relacionadas ao seu movimento (em particular, com sua aceleração) (Physics M., 2017).
Quando a soma das forças que atuam sobre um objeto é igual a zero, o objeto terá um coeficiente de aceleração igual a zero.
Pelo contrário, se a soma das forças que atuam no mesmo objeto não for igual a zero, então o objeto terá um coeficiente de clarificação e, portanto, se moverá.
É importante esclarecer que, um objeto de maior massa, precisará de uma maior aplicação da força a ser deslocada (problemas da física do mundo real, 2017).
As leis de Newton
Muitas pessoas dizem erroneamente que Isaac Newton inventou a gravidade. Se assim for, ele seria responsável pela queda de todos os objetos.
Portanto, só é válido dizer que Isaac Newton foi responsável por descobrir a gravidade e elevar os três princípios básicos do movimento (Física, 2017).
1- Primeira Lei de Newton
Uma partícula permanecerá em movimento ou em estado de repouso, a menos que uma força externa atue sobre ela.
Isso significa que, se as forças externas não são aplicadas a uma partícula, o movimento dela ou irá variar de alguma forma.
Ou seja, se não houvesse atrito ou resistência do ar, uma partícula que se move a uma certa velocidade poderia continuar seu movimento indefinidamente.
Na vida prática, esse tipo de fenômeno não ocorre, pois existe um coeficiente de atrito ou resistência do ar que exerce força sobre a partícula em movimento.
No entanto, se você pensar em uma partícula estática, essa abordagem faz mais sentido, porque a menos que uma força externa seja aplicada a essa partícula, ela permanecerá em um estado de repouso (Academy, 2017).
2- Segunda Lei de Newton
A força que está em um objeto é igual à sua massa multiplicada por sua aceleração. Esta lei é mais comumente conhecida por sua fórmula (Força = Massa x Aceleração).
Esta é a fórmula fundamental da dinâmica, pois está relacionada à maioria dos exercícios tratados por este ramo da física.
Em termos gerais, essa fórmula é fácil de entender quando se pensa que um objeto de massa maior provavelmente precisará aplicar mais força para alcançar a mesma aceleração que uma massa menor.
3- Terceira Lei de Newton
Toda ação tem uma reação. Em termos gerais, esta lei significa que se uma pressão é exercida contra uma parede, ela exercerá uma força de retorno para o corpo que a pressiona.
Isso é essencial, porque se não, é possível que a parede tenha desmoronado quando foi tocada.
Categorias Dinâmicas
O estudo da dinâmica é dividido em duas categorias principais: dinâmica linear e dinâmica rotacional.
Dinâmica Linear
A dinâmica linear afeta objetos que se movem em linha reta e envolvem valores como força, massa, inércia, deslocamento (em unidades de distância), velocidade (distância por unidade de tempo), aceleração (distância por unidade de tempo elevada a quadrado) e momentum (massa por unidade de velocidade).
Dinâmica Rotacional
A dinâmica rotacional afeta os objetos que giram ou se movem ao longo de um caminho curvo.
Envolve valores como o troque, o momento de inércia, a inércia rotacional, deslocamento angular (em radianos e às vezes graus), velocidade angular (radianos por unidade de tempo, aceleração angular (radianos por unidade de tempo ao quadrado) e momento angular ( momento de inércia multiplicado pelas unidades de velocidade angular).
Comumente, o mesmo objeto pode mostrar movimentos rotacionais e lineares durante a mesma jornada (Harcourt, 2016).
