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Isaac Newton

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Resumo do trabalho

Com este trabalho pretendo mostrar a vida de Newton e algumas das suas contribuições para a ciência. O objetivo deste trabalho é aprender mais sobre Isaac Newton e o que ele fez para ser tão reconhecido como cientista e matemático.

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Isaac Newton

Quem foi Newton?

Newton nasceu em 4 de janeiro de 1643 em Woolsthorpe Manor, embora o seu nascimento tivesse sido registrado como no dia de Natal, 25 de dezembro de 1642, pois naquela época a Grã-Bretanha usava o juliano. O seu nascimento foi prematuro, não tendo conhecido o pai, um próspero fazendeiro que também se chamava Isaac Newton e morreu três meses antes de seu nascimento. A sua mãe, Hannah Ayscough Newton, passou a administrar a propriedade rural da família. A situação financeira era estável, e a fazenda garantia um bom rendimento. Com apenas três anos, Newton foi levado para a casa de sua avó materna, Margery Ayscough, onde foi criado, já que sua mãe tinha-se casado novamente (com um pastor chamado Barnabas Smith).

Newton na escola

Aproximadamente dos 12 aos 17 anos, Newton estudou na The King’s School, os seus cadernos escolares mostravam nitidamente que ele não era um aluno qualquer, a sua inteligência ia muito além do que a dum rapaz da sua idade, além disso tinha um conhecimento superior da matemática. Com 18 anos foi aceite no Trinity College, da Universidade de Cambridge. Passou quatro anos em Cambridge, recebendo o seu bacharelado no ano de 1665.Na universidade tornou-se amigo do seu professor de matemática Isaac Barrow, homem que o estimulou a desenvolver as suas capacidades matemáticas. Devido á epidemia da peste negra na Inglaterra, a universidade de Cambridge vê-se obrigada a fechar e em 1666 voltou para a casa da sua mãe em Lincolnshire.

As contribuições de Newton para a ciência

Durante o tempo em que Newton voltou à sua casa, Newton passou por um momento de grande produção relativamente aos seus estudos. Foi por essa altura que Newton desenvolveu as leis da mecânica e a lei fundamental da gravitação. Todas as descobertas de Newton estão sistematizadas no livro Pbilosopbiae Naturalis Principia Mathematica publicado em 1687, onde Newton mostra que a lei da gravitação universal é uma consequência necessária das Leis de Kepler sobre os movimentos dos planetas. Newton também dedicou muito de seu tempo ao estudo da alquimia e da cronologia bíblica, mas a maior parte de seu trabalho nessas áreas permaneceu não publicada até muito tempo depois de sua morte. Numa pesquisa promovida pela Royal Society, Newton foi considerado o cientista que causou maior impacto na história da ciência. De personalidade sóbria, fechada e solitária, para ele a função da ciência era descobrir leis universais e enunciá-las de forma precisa e racional.

Leis da Mecânica

Isaac Newton publicou estas leis em 1687, no seu trabalho de três volumes intitulado Princípios Matemáticos da Filosofia Natural. As leis explicavam vários comportamentos relativos ao movimento de objetos físicos e foi um extenso trabalho no qual ele se dedicou.

• 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia)
  • Os corpos resistem a qualquer alteração do seu estado de repouso ou de movimento. Um corpo em movimento tende a permanecer e um corpo em repouso tende a manter-se em repouso.
  • A inércia é a propriedade dos corpos que nos indica a maior ou menor dificuldade em alterar o seu estado de repouso de movimento.
  • Quanto maior a massa de um corpo, maior a sua inércia.
• 2ª Lei de Newton (Lei fundamental da dinâmica)
  • A resultante das forças aplicadas num corpo produz uma aceleração com a mesma direção e sentido, sendo a força resultante e a aceleração diretamente proporcionais, sendo a constante de proporcionalidade a massa do corpo.
  • Força resultante (N) =massa (kg) × aceleração (m/s²)

Fig.2 (Fórmula para descobrir a força resultante das forças que atuam num corpo)  

• 3ª Lei de Newton
  • Em todas as ações há sempre uma reação de mesma intensidade e direção, porém com sentidos opostos. “A toda ação sempre há uma reação de mesma intensidade e direção, porém sentidos opostos.”

Fig.3 (Exemplo da lei ação-reação)

Lei da gravitação universal

Aos 23 anos de idade, Newton viu uma maçã cair de uma árvore e compreendeu que a mesma força que a fazia cair mantinha a Lua em órbita da Terra. A gravitação universal é uma força fundamental de atração que age entre todos os objetos devido às suas massas, isto é, a quantidade de matéria de que são constituídos. A gravitação mantém o universo unido. Por exemplo, ela mantém juntos os gases quentes no sol e faz os planetas permanecerem em suas órbitas. A gravidade da Lua causa as marés oceânicas na Terra. Por causa da gravitação, os objetos sobre a terra são atraídos para o seu centro. A atração física que exerce um planeta sobre os objetos próximos é denominada força da gravidade. Newton contou muitas vezes de que a inspiração para formular sua teoria da gravitação foi a observação da queda de uma maçã de uma árvore. Equação: Fig.5 (Expressão matemática da lei da gravidade)

Cálculo infinitesimal

O Cálculo Diferencial e Integral, ou simplesmente Cálculo, é um ramo importante da matemática, desenvolvido a partir da Álgebra e da Geometria, que se dedica ao estudo de taxas de variação de grandezas (como a inclinação de uma reta) e a acumulação de quantidades (como a área debaixo de uma curva ou o volume de um sólido). Onde há movimento ou crescimento em que forças variáveis agem produzindo aceleração, o cálculo é a matemática a ser empregada. O cálculo foi criado como uma ferramenta auxiliar em várias áreas das ciências exatas. Desenvolvido simultaneamente por Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) e por Isaac Newton (1643-1727), em trabalhos independentes. O Cálculo auxilia em vários conceitos e definições na matemática, química, física clássica, física moderna e economia. O estudante de cálculo deve ter um conhecimento em certas áreas da matemática, como funções (modular, exponencial, logarítmica, par, ímpar, afim e segundo grau, por exemplo), trigonometria, polinômios, geometria plana, espacial e analítica, pois são a base do cálculo. O cálculo tem inicialmente três "operações-base", ou seja, possui áreas iniciais como o cálculo de limites, o cálculo de derivadas de funções e a integral de diferenciais. A integral indefinida também pode ser chamada de antiderivada, uma vez que é um processo que inverte a derivada de funções. Já a integral definida, inicialmente definida como Soma de Riemann, estabelece limites de integração, ou seja, é um processo estabelecido entre dois intervalos bem definidos, daí o nome integral definida.

Ótica

Através de uma simples experiência Isaac Newton percebeu a dispersão da luz branca, ou seja, conseguiu visualizar que se a mesma incidisse sobre um prisma de vidro, totalmente polido, dava origem a inúmeras outras cores. Foi a partir daí que Newton começou os seus estudos sobre as cores dos corpos. Muitos anos antes de Newton, já existia a ideia de que a luz branca dava origem a um feixe colorido quando atravessava um prisma de vidro. No entanto, nessa época tinha-se a ideia de que o aparecimento das cores a partir da luz branca acontecia em razão das impurezas que a mesma recebia quando incidia sobre o prisma de vidro. Isaac Newton curioso em descobrir por que tal acontecimento ocorria pegou um prisma totalmente polido e o colocou frente a um orifício que ele mesmo fizera na janela do seu quarto. Com esse feito, ele percebeu que a luz branca, proveniente do Sol, se dispersava em feixes coloridos e a esse conjunto de cores chamou spectrum. Newton não era a favor da ideia de que essas cores surgiam devido a impurezas existentes no prisma. Assim sendo, realizou uma experiência onde deixava apenas uma cor passar através de um segundo prisma. Com isso, verificou que o mesmo não adicionava nada ao feixe de luz que incidia sobre ele. Dessa forma, o físico lançou a hipótese de que a luz não era pura, mas sim formada pela mistura ou superposição de todas as cores do espectro, e concluiu ainda que a luz se decompõe por causa da refração que sofre ao passar de um meio para outro com índices de refração diferentes. Além de fazer o estudo sobre a dispersão da luz, Newton teorizou sobre as cores dos corpos. Segundo ele “as cores de todos os corpos são devidas simplesmente ao fato de que eles refletem a luz de uma certa cor em maior quantidade do que as outras”. Essa teoria teve grande oposição no meio científico, facto esse que levou Isaac Newton a publicar os seus trabalhos sobre a ótica somente muitos anos mais tarde. Como resultado de muito estudo, concluiu que qualquer telescópio "refrator" sofreria de uma aberração hoje denominada "aberração cromática", que consiste na dispersão da luz em diferentes cores ao atravessar uma lente. Para evitar esse problema, Newton construiu um "telescópio refletor" (conhecido como telescópio newtoniano). Newton acreditava que existiam outros tipos de forças entre partículas, conforme diz na obra Principia. Essas partículas, capazes de agir à distância, agiam de maneira semelhante à força gravitacional entre os corpos celestes.

Anéis de Newton

Os anéis de Newton são um fenómeno de interferência ótica, descrita por Newton em 1675, obtido pela sobreposição da superfície curva de uma lente faces plano-paralelas. Observam-se, quer por reflexão quer por transmissão uma série de anéis corados mais ou menos regulares, concêntricos com o ponto de contato das superfícies, que resultam da interferência luminosa entre os feixes que se refletem na face superior e inferior da camada de ar, de espessura variável, existente entre a lente e a lâmina.

Conclusão

Com este trabalho concluímos que Newton contribui muito para o conhecimento do nosso planeta, ficamos a perceber mais sobre as suas descobertas e a importância das mesmas nos dias de hoje.

Bibliografia/Web grafia

• Esther, Maria (2001).Enciclopédia Luso-Brasileira da cultura. Lisboa/São Paulo: Editorial Verbo
• Isaac Newton in Artigos de apoio Infopédia. Porto: Porto Editora, 2003-2018. [consultado a 2018-01-15 19:13:14]. Disponível na Internet: https://www.infopedia.pt/$isaac-newton
• s.a., (s.d.). Wikipédia. Cálculo infinitesimal. Consultado a 15-01-15.Acedido em https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo

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