Isaac Newton (1642-1727) foi um físico, matemático e astrônomo britânico que fez grandes contribuições científicas. Ele é considerado um dos grandes gênios da história mundial.
Newton destacou-se na área da física, matemática, ótica e astronomia. Suas descobertas mudaram a forma de conhecer e compreender o universo. Suas principais descobertas incluem: as leis do movimento, a lei universal da gravitação e a teoria das cores.
Newton fez parte da revolução científica que começou no Renascimento com os estudos e descobertas do astrônomo Nicolau Copérnico. Isso continuou sua evolução com as contribuições de Johannes Kepler, Galileo Galilei; e depois com Isaac Newton. No século 20, Albert Einstein levou muitas de suas teorias para desenvolver grandes descobertas.
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Leis do movimento de Newton
As leis do movimento foram formuladas por Isaac Newton em seu trabalho: Princípios Matemáticos da Filosofia Natural (1687). Essas leis lançaram as bases para uma compreensão revolucionária da mecânica clássica, o ramo da física que estuda o comportamento dos corpos em repouso ou em movimento em baixas velocidades (em comparação com a velocidade da luz).
As leis explicam como qualquer movimento de um corpo está sujeito a três leis principais:
- Primeira lei: Lei da inércia. Todo corpo permanece em seu estado de repouso, a menos que outra força exerça pressão sobre ele. Por exemplo: Se um veículo for parado com o motor desligado, ele permanecerá parado a menos que algo o mova.
- Segunda lei: Princípio fundamental da dinâmica. A força exercida sobre um corpo é proporcional à sua aceleração. Por exemplo: Se uma pessoa chuta uma bola, a bola irá mais longe quanto mais força for aplicada ao chute.
- Terceira lei: Lei da ação e reação. Quando uma determinada força é exercida sobre um objeto (com ou sem movimento), ela exerce a mesma quantidade de força sobre o primeiro. Por exemplo: SSe uma pessoa esbarrar acidentalmente em uma parede, a parede exercerá sobre a pessoa a mesma força que a pessoa exerceu sobre a parede.
- Lei da gravidade
A lei da gravidade foi levantada por Newton e descreve a interação gravitacional entre diferentes corpos com massa. Newton baseou-se em suas leis do movimento para afirmar que a força gravitacional (intensidade com que dois corpos se atraem) está relacionada com: a distância entre esses dois corpos e a massa de cada um desses corpos. Portanto, a força gravitacional é proporcional ao produto das massas dividido pela distância entre elas ao quadrado.
- Natureza das partículas da luz
Ao se aventurar no campo da ótica, Newton demonstrou que a luz não é composta de ondas (como se acreditava), mas de partículas (que ele chamou de corpúsculos) lançadas em alta velocidade e em linha reta a partir do corpo que emite a luz. Esta teoria foi exposta por Newton em seu trabalho: óptica em que estuda a refração, reflexão e dispersão da luz.
No entanto, sua teoria foi desacreditada em favor da teoria ondulatória da luz. Somente no século XX (com os avanços da mecânica quântica) foi possível explicar o fenômeno da luz como partícula, em alguns casos, e como onda, em outros.
- teoria da cor
O arco-íris foi um dos maiores enigmas dos contemporâneos de Newton. Este cientista descobriu que a luz que vinha do sol como luz branca se dividia em cores diferentes formando o arco-íris.
Ele verificou isso usando um prisma em um quarto escuro. Permitia que um raio de luz passasse por um orifício com uma inclinação determinada. Este penetrou por uma das faces do prisma e se dividiu em raios coloridos com diferentes ângulos.
Newton também usou o que é chamado de disco de Newton, um círculo com setores pintados em vermelho, laranja, amarelo, verde, ciano, azul e violeta. Ao girar o disco em alta velocidade, as cores se combinam para formar o branco.
- telescópio newtoniano
Em 1668, Newton apresentou seu telescópio refletor que usava espelhos côncavos e convexos. Até então, os cientistas usavam telescópios refratários, que combinavam prismas e lentes para poder ampliar a imagem a ser observada a grande distância.
Embora não tenha sido o primeiro a trabalhar com esse tipo de telescópio, atribui-se a ele o aperfeiçoamento do instrumento e o uso de espelhos parabólicos.
- forma da terra
Até então, e graças às contribuições e descobertas de Nicolás Copérnico e Galileu Galilei, acreditava-se que a Terra era uma esfera perfeita.
Com base no fato de que a Terra gira em seu próprio eixo e na lei da gravidade, Newton usou a matemática e calculou a distância de diferentes pontos da Terra até seu centro. Ele descobriu que essas medidas diferiam (o diâmetro do equador é maior que o diâmetro de pólo a pólo) e descobriu a forma oval da Terra.
- velocidade do som
Em 1687, Newton publicou sua teoria do som em: Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, onde afirma que a velocidade do som não depende da sua intensidade ou frequência, mas das propriedades físicas do fluido através do qual se move. Por exemplo: Se o som for emitido debaixo d’água, ele viajará a uma velocidade diferente do que se fosse emitido no ar.
- Lei da Convecção Térmica
Atualmente conhecida como lei de resfriamento de Newton, esta lei afirma que a perda de calor experimentada por um corpo é proporcional à diferença de temperatura que existe entre esse corpo e seus arredores.
Por exemplo: Uma chávena de água quente arrefecerá mais rapidamente se estiver a uma temperatura ambiente de 10° do que se estiver a uma temperatura ambiente de 32°.
- Cálculo
Newton se interessou pelo cálculo infinitesimal. Ele chamou esse cálculo de fluxões (o que hoje chamamos de derivadas), uma ferramenta que ajuda a calcular órbitas e curvas. No início de 1665 ele descobriu o teorema binomial e desenvolveu os princípios do cálculo diferencial e integral.
Embora Newton tenha sido o primeiro a fazer essas descobertas, foi o matemático alemão Gottfried Leibniz quem, depois de descobrir o cálculo por conta própria, publicou suas descobertas antes de Newton. Isso lhes rendeu uma disputa que não cessou até a morte de Newton em 1727.
- marés
Em seu trabalho: Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, Newton explicou a operação das marés como a conhecemos hoje. Ele descobriu que a mudança nas marés é causada pelas forças gravitacionais exercidas pelo Sol e pela Lua sobre a Terra.
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