I. Leis de Newton. Referenciais de inércia

Newton pensava no espaço físico como um recipiente vazio que continha toda a matéria do universo. Embora a matéria estivesse em constante movimento e mutação, o espaço era um contínuo ilimitado, infinito, fixo e inalterável.

A Mecânica Clássica baseia-se nas três Leis de Newton seguintes, publicadas na sua grande obra "Principia Mathematica", em 1687:

1.

Lei de inércia ... Um corpo em repouso permanecerá sempre em repouso e um corpo em movimento rectilíneo uniforme (com velocidade constante), assim continuará, a não ser que, em ambos os casos, sobre ele actue uma força exterior.

2.

A aceleração de um corpo é proporcional à força que sobre ele actua e está dirigida segundo a direcção dessa força:

$\displaystyle \framebox{$\,{\bf F}=m\,{\bf a}\,$}$

(1)

3.

A toda a acção corresponde uma reacção igual e oposta.

Um referencial no qual seja válida a lei de inércia de Newton diz-se um referencial de inércia. Um observador em repouso num tal referencial diz-se um observador de inércia.

Seja ${\mathscr{R}}$ um referencial de inércia. Relativamente a ${\mathscr{R}}$ , partículas teste movem-se em movimento uniforme (rectilíneo com velocidade constante). Seja ${\mathscr{R}}'$ um outro referencial em movimento relativamente a ${\mathscr{R}}$ . Desde que este movimento seja uniforme, isto é, desde que ${\mathscr{R}}'$ não acelere relativamente a ${\mathscr{R}}$ , então as mesmas partículas teste, quando observadas em ${\mathscr{R}}'$ , seguirão trajectórias rectilíneas com velocidade constante. Portanto ${\mathscr{R}}'$ é também um referencial de inércia. Consegue provar isto formalmente?

A Relatividade restrita (ou especial) trata da descrição dos fenómenos por observadores de inércia e explica como se comparam as observações feitas por dois observadores de inércia em movimento relativo uniforme, um relativamente ao outro.

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