A inércia é caracterizada como a capacidade que um corpo tem de apresentar resistência à mudança de estado. Portanto, se um objeto estiver em movimento constante ou em repouso, ele só mudará essa condição se uma força externa for aplicada sobre ele.
Galileu Galilei foi o primeiro a realizar pesquisas sobre essa característica dos corpos, mas foi Newton quem desenvolveu, em 1687, as leis que são a base para os estudos sobre a Mecânica.
Primeiros estudos
Existiam muitas teorias sobre o movimento antes de Isaac Newton conseguir desenvolver o princípio da inércia. Aristóteles, por exemplo, um dos entendimentos era que somente havia movimento enquanto tivesse uma força atuando sobre determinada matéria.
Posteriormente, Galileu Galilei demonstrou, por meio de experimentos, que um corpo só mudava de estado se houvesse uma força contrária agindo sobre ele. Desta forma, uma força era necessária para modificar o movimento. Galileu percebeu com suas observações que um objeto em Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) ou em repouso continuará assim até que uma força externa modifique esse estado.
Com base nos estudos de Galileu Galilei, Isaac Newton conseguiu criar uma relação entre a noção de força com o movimento e definir as principais leis da Mecânica clássica. Eram criadas, então, as Leis de Newton. Esses conceitos são de grande importância para o estudo da Estática e Dinâmica.
Conceito de inércia
Todos os corpos apresentam resistência a mudarem de estado. Logo, a tendência de um objeto em repouso ou em Movimento Retilíneo Uniforme (constante ou sem aceleração) é manter-se nesta condição, a não ser que uma força externa seja aplicada sobre ele.
Uma força deve ser aplicada sempre que se deseja modificar o estado de um corpo. Entretanto se ele apresentar velocidade constante ou se a sua aceleração for igual a zero, então a soma das forças que atuam sobre o objeto será nula e ele permanecerá em Movimento Retilíneo Uniforme ou em repouso.
A massa de um corpo é a medida da inércia, ou seja, ela representa a dificuldade imposta para a tentativa de mudança de estado. Ao comparar dois corpos com massa diferentes, percebe-se que o mais pesado apresenta maior resistência para entrar em repouso ou movimento.
Primeira Lei de Newton
A Primeira Lei de Newton (Princípio da Inércia) apareceu pela primeira vez em 1687 no livro Princípios Matemáticos da Filosofia Natural (Philosophie Naturalis Principia Mathematica). Juntamente com duas outras leis (segunda e terceira leis), a obra apresentava os fundamentos da Mecânica Clássica.
Tal conceito afirma que todo corpo tem a tendência de continuar com o mesmo estado (repouso ou em movimento constante) até que uma força externa atue sobre ele. Nas palavras do cientista:
“Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que ele seja forçado a mudar aquele estado por forças imprimidas sobre ele”.
O princípio da inércia necessita ainda de um referencial, denominado de referencial inercial. Esse sistema é apresentado como a situação em que um objeto em repouso ou em MRU enquanto nenhuma força atua sobre ele.
Com esse referencial é possível observar e descrever a presença ou ausência de movimento. Assim, o sistema referencial inercial é o que torna o Princípio da Inércia verdadeiro.
Como foi observado anteriormente, a massa de um corpo é responsável por determinar a medida da inércia, ou a quantidade de força que deverá ser aplicada para fazer o corpo se mover. Assim, é possível determinar a quantidade de movimento (movimento linear) pela fórmula abaixo:
Q = m . V
Onde,
Q= quantidade de movimento linear (kg.m/s)
m= valor da massa do corpo (kg),
V= velocidade desse mesmo corpo (m/s).
O movimento linear é a grandeza física que possui módulo, sentido e direção. Ele é necessário para entender a transferência de movimento de um corpo para outro.
O impulso, por sua vez, é a grandeza responsável pela mudança do estado de um objeto em determinado intervalo de tempo. Segundo o teorema do impulso, ele tem o mesmo valor da quantidade de movimento. Ou seja:
I = ΔQ
O impulso também pode ser calculado multiplicando a força pela variação do tempo. Desta forma:
I = F . Δt
Onde,
I = impulso, medida em Newton por segundo (N.s),
F = força, medida em newton,
Δt = intervalo do tempo em que a força foi aplicada.