Introdução

• Isaac Newton, matemático, astrônomo e físico, Nasceu no Natal de 1642 em Woolsthorpe, em Lincolnshire (cerca de cem quilômetros de Cambridge). Deixou importantes contribuições para ciência, entre elas o cálculo, o binômio de Newton, a mecânica clássica e a ótica geométrica.

De woolsthorpe a Cambridge

• Nasceu prematuro, tão frágil e pequeno que sua mãe, Hannah Newton, temeu que ele não vivesse se quer um dia.

• Sua mãe, viúva, casou-se com Barnabas Smith, um reverendo de North Witham. Assim, Newton foi deixado com sua avó materna.

• Newton teve sua educação formal iniciada em pequenas escolas. Com 13 anos foi enviado à Grantham onde passou estudar na King’s School.

• Newton não era um aluno brilhante, até que se envolveu em uma briga com um colega: (provavelmente Arthur Storer) o melhor aluno da escola.

• Aos 18 anos entrou no Trinity College, uma das universidades mais renomadas de Cambridge.

• Ingressou em Trinity como “um estudante pobre que ganhava sua subsistência fazendo tarefas servis para professores e alunos mais abastados”.

• Estudou Aristóteles e Platão, mas tinha grande interesse pelas obras que estavam sendo produzidas na época.

• “Newton encontrou seu próprio caminho, um caminho que o levou a René Descartes, Sir Francis Bacon, Galileu Galilei e Johannes Kepler.

• Newton fez o seu próprio curriculum de disciplinas. O tutor de Newton era Benjamin Pulleyn.

• Newton anotava em seu caderno várias questões que abrangiam todas as áreas das ciências naturais e da teologia.

• Newton recebeu seu diploma de bacharel em 1665, “encerrou-se, sem reconhecimento, a que pode ter sido a mais notável carreira de graduação na história da universidade.”

UM PROBLEMA DE ASTRODINÂMICA E O NASCIMENTO DO PRINCIPIA.

• Principia Matemática – Philosophia Naturalis, é apontada como um marco na história das Ciências e da Física.

• A Física era tida como um ramo da filosofia. Newton foi o responsável pela separação da Física e da filosofia.

• Newton fez despencar o pensamento Aristotélico predominante na época.

• Newton demonstrava que as leis que regem os astros são válidas também para os fenômenos físicos que ocorrem na Terra.

• Nessa época Halley, Hooke e Wren discutiam qual seria a força que mantinha os planetas em órbita.

• Robert Hooke escreveu a Newton uma carta na qual o convidava a comentar sobre um método criado por aquele, para descrever movimentos curvilíneos. Sua idéia básica era dividir o movimento de um corpo que é atraído para centro em duas componentes de força: uma inercial e outra radial.

• Hooke teria proposto em outra carta a Newton um problema no qual ele pergunta que tipo de órbita teria um corpo que sofresse atração para o centro, e se a força de atração variasse inversamente com o quadrado da distância.

• o Principia foi fruto do aprimoramento de um trabalho anterior de Newton, chamado de Do movimento dos corpos em órbita, em latim De Motu.

• “Órbita elíptica pressupunha uma força proporcional ao inverso do quadrado da distância, como também invertia e generalizava o problema, demonstrando que tal força implicava um movimento segundo uma cônica (elipse, parábola, hipérbole), de acordo com a velocidade do corpo em órbita.”

• Halley incentivou Newton a expandir seu trabalho, o que levou três anos. Do fruto do aprimoramento do de moto , nasceu o que chamamos de Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, também conhecida como Philosophia Naturalis – Principia Matematica.

Uma visão geral do principia

• Newton abre o Principia com uma série de definições. A primeira delas é a de massa: “A quantidade de matéria é a medida da mesma, obtida conjuntamente a partir de sua densidade e volume”.

• A estrutura do Principia de Newton segue um padrão clássico: definições e axiomas, seguidos de proposições e de suas demonstrações.

• O livro Principia de Newton pode ser dividido em seis partes. Oito definições entre as quais temos: massa, quantidade de movimento, força de inércia, força centrípeta.

• Existe um apelo ao uso do método dos limites também chamado de “o método da primeira e última razão de quantidade.

• Ele vinculava a validade das preposições à evidência da experimentação e da observação crítica.

• Em sua obra, Newton não define tempo, espaço, lugar e movimento por serem, segundo ele bem conhecidos de todos, mesmo assim, ele faz seus comentários sobre o tempo, o espaço, movimento absoluto e o lugar.

Vis insita e a vis inertiae

• Até então os conceitos de massa utilizados na época, era o de extensão, termo cunhado por Leibniz, e peso, termo usado por Galileu Galilei.

• A segunda dessas definições feita por Newton é de quantidade de movimento: “A quantidade de movimento é medida do mesmo, obtida conjuntamente a partir da velocidade e da quantidade de matéria.”

• A terceira definição é sobre o conceito de inércia na qual ele afirma: “A vis insita, ou força inata da matéria, é um poder de resistir, através do qual todo o corpo, no que depende dele, mantém seu estado presente, seja ele de repouso ou de movimento uniforme em linha reta”.

• Embora Newton, ter dada a definição de inércia, foi Galileu Galilei (1564-1642) em seu livro Diálogo sobre os dois principais sistemas do mundo, publicado em 1632, que a concebeu enquanto idéia.

AS TRÊS LEIS UNIFICADORAS DA MECÂNICA CLÁSSICA

• “Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em Linha reta, a menos que ele seja forçado a mudar aquele estado por forças imprimidas sobre ele.”

• “A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção da linha reta na qual aquela força é imprimida.”

• “A toda ação há sempre oposta uma reação igual ou, as ações mutuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas a partes opostas.”

• De todas as três leis enunciadas por Newton a única para a qual ele apresentou evidências experimentais foi a última. Essas evidências foram tiradas de experimentos quantitativos envolvendo a colisão entre corpos rígidos de diferentes tipos de massas.

Uma crítica a mecânica clássica

• As leis de Newton são válidas em um sistema de coordenadas inerciais. Esse sistema tem as estrelas fixas como parâmetro, isso serve para fenômenos cuja velocidade estamos habituados no cotidiano, fenômenos esses cujas as velocidades sejam bem inferiores a da luz.

SOBRE OS OMBROS DE GIGANTES

• “Se pude ver mais além dos demais, foi porque me pus de pé nos ombros de um gigante”.

• Newton absorveu as ideias de Galileu Galilei, Johannes Kepler, René Descartes, Sir Francis Bacon.

CONCLUSÃO

• Podemos concluir que, a obra de Newton representa o ápice de uma revolução cientifica e filosófica na maneira de ver e conceber o mundo. Isaac Newton soube aproveitar o que havia de melhor em sua época, trazendo com isso grandes contribuições para a física, a matemática e a filosofia, ainda que nessa de uma forma indireta.

• Sua obra é a base teórica dos cursos de Física no ensino médio ao redor do mundo, bem como de cursos superiores na área das ciências exatas. Seu grande trunfo foi mostrar que a natureza tem leis e que essas leis podem ser generalizadas, e colocadas em notação matemática.