Quando Newton Anulou Galileu

A história das ciências é uma história, em contexto geral, muito bonita. Grandes feitos, grandes cientistas e grandes ideias que modelaram e ainda modelam toda a nossa sociedade. Quer um exemplo? A base de toda nossa atual tecnologia está moldada no caráter de energia, seja ela solar, mecânica ou elétrica. Em todas essas áreas existiram grandes nomes, alguns lembrados até hoje e outros talvez você nem reconheceria se por ventura os visse perambulando pelas ruas (seja do céu ou do inferno) ou em um livro qualquer de ciências do ensino fundamental. Dentre todos eles, um dos meus favoritos chama-se James Clerk Maxwell, pessoa quem, se você nunca ouviu falar, você está vivendo errado, simples assim. Maxwell foi um carinha que viveu em uma época que não existia Tik Tok e nem urubu do pix, o que ele sabia de mais irrelevante na vida era sobre as “leis” do cálculo. O cara era tão bom que já aos 15 anos publicou o primeiro trabalho científico (Descrição das Curvas Elípticas), aos 24 anos já estava falando sobre eletricidade e magnetismo, mas também contribuiu para a astronomia, termodinâmica e estudos relacionados a visão (obviamente correlacionado com a física, o cara não era oftalmologista). Pois bem, mas por que trouxe a figura do menino Maxwell aqui? Primeiro porque eu quis, segundo porque a base de suas equações sobre eletricidade e magnetismo, foram primordiais para, muitos anos depois, a invenção de ferramentas e máquinas elétricas, mesmo não servindo para praticamente (literalmente) nada na época. O que de início eram só números soltos que se conectavam e que poucos entendiam, hoje faz parte da nossa era de forma tão importante que aposto que nem o próprio autor imaginaria. Beleza, isso é belo, é legal e bonito. Mas a ciência nem sempre é assim, ela vive muito mais dos erros do que dos acertos. O exemplo de Maxwell é um exemplo bonitinho, de como deveríamos nos importar com a ciência de base e de como a física e coisas que de início não pareciam lá grande nada, podem nos proporcionar grandes invenções. Mas na vida nem tudo é assim, tretas ocorrem e evoluções vêm atrávez disso.

Muito antes de Maxwell existir, existiam pessoas que já faziam o que poderíamos chamar de protociências. O método científico ainda não existia, mas o seu embrião estava ali. E foi na Grécia que se iniciou a parada. O início do início estava bem ali, no berço da filosofia e da civilização. Lá era onde morava um rapaz chamado Aristóteles (esse eu tenho certeza que você já ouviu falar), Aristóteles falou sobre democracia, metafisica, ética, lógica e física e muitas outras coisas que não interessam agora. Falou muita besteira também, mas nada sobre vacina fazer mal e voto impresso. Dentre alguns erros mais famosos do mestre, envolvem dois dos personagens principais desse texto: Newton e Galileu. Para ser rápido e direto ao ponto, nosso amigo acreditava que o estado natural das coisas era de não se mover, ou seja, tudo deveria estar parado esperando uma palavra ao menos que alguém o mexesse, em teoria deveria existir algo em repouso absoluto e tudo se movia em relação aquilo (eu não pesquisei bem, mas creio que isso tenha algo a ver com o éter). Bem, ele estava errado, mas naquela época creio que não existiam métodos para comprovar o contrário, visto que nem o método científico existia ainda. Sabe aquela história de que objetos pesados caem mais rápido do que objetos mais leves (é até digno de senso comum), foi dele quem derivou. Somente muitos séculos depois é que surge alguém para o contestar e demonstrar que Arizinho estava errado. Eis que surge então, um dos nosso personagens principais, Galileu, gênio odiado pela igreja católica, igreja que só o perdoou 350 anos depois (imagina o ódio). Pois bem, Galileu só precisou de duas bolas com massas distintas e uma rampa pra demonstrar que ele estava certo e Aristóteles não. Em resumo, o que Galileu percebeu era que as bolas, mesmo que possuindo massas diferentes caiam a uma mesma taxa de variação de velocidade (leia-se aceleração), muito simples, mas até onde se sabe ninguém havia pensado nisso antes. Você já deve saber, mas o que faz com que uma bola de chumbo caia primeiro que uma pena é puro e simplesmente a resistência do ar e sua geometria. Mas tem um porém. Galileu sabia muito bem sobre isso, só não sabia como e por que acontecia, é aqui que surge uma pessoa na história capaz de o anular (e não foi o papa).

Pois bem, já vimos que o negócio aqui é treta. Um demostrando que o outro estava errado, criando treta com a igreja, falando mal dos outros etc e tal, bem diferente da história bonitinha de Maxweel, mas vai piorar. Além de mim, outro grande pensador fã de Galileu era o menino Newton, meu cientista favorito e de todos os engenheiros e físicos que não sabem mais do que a física e matemática básica. Newton era tão fã de Galileu que usou parte de suas ideias como base em suas leis de movimento, sabe as 3 leis de Newton que você ouviu falar na escola? Conhece só por nome? Pois eu vou tentar explicar a meu modo, pode ser que você se lembre. Atenção: já sabemos que corpos com massas diferentes devem cair com a mesma aceleração, independente de sua geometria, desde que não haja resistência do ar. Mas o que ocasiona tal ação? Deus, os anjos? (se Newton não tivesse estudado bastante Galileu provavelmente diria que sim), mas não. O que acontece é que todo corpo é influenciado pelo seu próprio peso, a sua própria força faz com que ele caia a uma mesma taxa de velocidade, independente de qual corpo seja (hoje chamamos de aceleração da gravidade e sabemos que o que ocasiona isso é a curvatura do espaço tempo - tema para um próximo post). Ou seja, corpos que possuem massa vão sofrer ação do seu próprio peso e irão se deslocar querendo ou não, esse é o destino que escolheram por terem massa, a não ser que uma força contrária a sua o pare. Mas Newton como intelectual que era deve ter escrito mais ou menos assim: “um objeto em repouso ou movimento retilíneo uniforme tende a permanecer nesse estado se a força resultante sobre ele é nula”. Outra ideia que deriva de todas essas premissas é o que diz a segunda lei de Newton: “A mudança do movimento é proporcional à força matriz impressa e se faz segundo a linha reta pela qual se imprime essa força”. Macho, eu não entendi foi nada, explica aí. Beleza, é o seguinte: a segunda lei de Newton nos diz apenas que aquele maldito objeto que possui massa e cai com uma aceleração constante, só mudará a sua velocidade se por ventura uma força atuar sobre ele, e tem mais, essa força é proporcional a mudança de velocidade. Se quisermos que um objeto se mova o mais rápido possível, precisaremos aplicar uma força maior ainda, caso contrário nada feito. A aceleração é maior quanto menor for a massa e vice-versa. Um carro potente, possui uma velocidade proporcional a potencia, mas um carro com a mesma potencia 2 vezes mais pesado, tende a ter apenas metade da velocidade.

Agora, se você entendeu parte do que escrevi já está pronto para a segunda parte. Aqui vou precisar um pouco de matemática e física básica para me fazer entender e fazer com que você entenda a treta. Vamos lá. Para ser bem simples, em termos de equação, a segunda lei de Newton pode ser demonstrada dessa forma:

Onde F = Somatório das forças aplicado sobre o corpo; M = Massa do corpo que sofre a ação; A = Aceleração do corpo que sofre a ação. Pois bem, o que essa equação nos diz? Diz que se caso você aplique uma força 2 vezes mais forte, a aceleração do seu corpo tende a ser 2 vezes maior, porque a força é proporcional a aceleração, visto que a massa é “constante”. Caso queira descobrir a aceleração é so remanejar a equação e ela vai ficar dessa forma: A = 2F/M. O que nos demonstra uma aceleração 2 vezes maior, quando aplicamos uma força 2 vezes mais forte. Outro ponto legal de perceber é que a massa, serve como resistência ao movimento, ao passo que quanto maior a sua massa maior será a força necessária para o locomover (acelerá-lo). Deu pra entender, né? Mas o que acontece é que Newton não ficou só por aí não, ele queria anular Galileu. Nesse meio tempo o cara formulou a lei da gravidade, em resumo essa lei, diz que um corpo atrai outro com a força proporcional à massa de cada um. Dessa forma, fazendo com que a atração entre 2 corpos qualquer fosse duplicada à medida que um dos dois aumentasse sua massa em 2 vezes (e sua namorada aí reclamando que você está ficando gordinho, hein?). A lei da gravitação universal pode ser demonstrada através da equação abaixo:

A força de atração entre 2 corpos é proporcional a suas massas, mas inversamente proporcional a distância entre estes mesmos 2 corpos. Agora, imagine você um corpo caindo do céu em direção a terra, ele deverá cair com uma aceleração constante, ao passo que a força pode ser calculada através da equação da gravitação universal. Agora, imagine você um com o dobro da massa, esse mesmo corpo terá o dobro da força da gravidade puxando-o para baixo, mas ao mesmo tempo terá o dobro da massa, ocasionando uma maior resistência a velocidade. Dessa forma, de acordo com a segunda lei de Newton esses dois efeitos se anularão com exatidão, pois ao passo que a massa aumenta a força de atração entre o corpo em relação a terra, ela também aumenta a resistência ao movimento que esse mesmo corpo tem em relação a terra, fazendo assim com que corpos caiam com a mesma velocidade independente de suas massas.

A massa é anulada, assim como Newton melhorou a ideia de Galileu, não lhe corrigindo, mas demonstrando o porquê de objetos com massas distintas possuírem a mesma aceleração. Bem, você deve estar se perguntando: onde está a treta então? e eu respondo, a treta está aí, Galileu deu as cartas e mostrou que Aristóteles estava errado, mas não demostrou como. E a ciência vive de "porques" e "comos". Saber que a resistência do ar interfere em um movimento de um corpo é apenas um passo, que obviamente contribuiu com as ideias de Newton, mas os passos que Newton deu demonstrando não só como ocorre, mas de que forma uma ideia anula outra e ainda assim se complementa, aí sim está a beleza da treta. Uma treta que não se vence ganhando, nem subestimando o adversário, mas sim tomando posse de sua ideia e aperfeiçoando. E se você não ficou chateado por ter lido até aqui esperando por uma briga e não ter encontrado, então o clickbait serviu. Essa treta eu venci.