Segunda Lei de Newton

FORÇA

A noção de força é intuitiva, estando relacionada a um puxão ou empurrão dado em um corpo através de esforços musculares.

Esta noção de força foi gradativamente ampliada para outras causas de movimento. Por exemplo, a atração de um corpo pela terra é uma força chamada força de gravidade ou peso; um ímã atrai um pedaço de ferro exercendo força magnética; pedacinhos de papel podem ser atraídos por um pente atritado no cabelo por forças chamadas elétricas; as superfícies de sólidos exercem forças de atrito sobre os corpos que se movem sobre eles; um estilingue atira uma pedra pela ação de uma força elástica; um barco flutua devido à ação da forca exercida pela água chamada empuxo.  

A intensidade das forças podem ser comparadas pelas deformações produzidas em uma mola. Uma mola sofre deformações x sob a ação de uma força F e deformação 2x pela ação da força F’ aplicada no mesmo ponto, na mesma direção e sentido da anterior. Então, pode-se concluir que F’ é duas vezes mais intensa que F.
   

As intensidades das forças também podem, ser comparadas, medindo-se as acelerações produzidas nos corpos, conforme veremos a seguir.

A segunda Lei de Newton estabelece a relação entre força, massa e aceleração. Para verificarmos como estas grandezas estão relacionadas, consideremos um corpo apoiado sobre um plano horizontal liso e vejamos os seguintes fatos experimentais:

1. Aceleração produzida no corpo é diretamente proporcional á intensidade da força aplicada e possui a mesma direção e sentido desta força.

Isto é, se uma força F produz aceleração a, a força 2F produzirá aceleração 2a, a força 3F produzirá aceleração 3a e assim por diante.

Observação: durante a experiência, a força é mantida constante e o atrito é reduzido ao mínimo para que a aceleração medida seja produzida apenas por esta força.
 

2. Aplicando forças iguais(em intensidade, direção e sentido) em corpos de massa diferentes, verifica-se que a aceleração produzida é inversamente proporcional à massa. Isto é, se uma força F produz aceleração a no corpo de massa m, a mesma força produzirá aceleração a/2 no corpo de massa 2m, aceleração a/3 no corpo de massa 3m e assim por diante.

A reunião das conclusões anteriores constitui a segunda Lei de Newton, assim enunciada:

  Uma força aplicada em um corpo produz uma aceleração que tem:

1. a mesma direção e o mesmo sentido da força;

2. o módulo diretamente proporcional à massa do corpo.

 

Simbolicamente: a = F ou F = m . a

m

e em módulo F = m . a

 Quando o corpo está sob a ação de várias forças, F pode ser considerada a resultante R dessas forças e a, a aceleração resultante. R = m . a

 

Para os corpos sujeitos a ação da gravidade(indica-se g) e F, a força da gravidade ou simplesmente peso(indica-se P). Portanto, neste caso, a segunda Lei de Newton será escrita:

 

 

 

 

 

 

P = m . g ou em módulo P = m . g

UNIDADES DE MASSA E FORÇA:

• A unidade de massa no Sistema Internacional(SI) é o quilograma(símbolo kg);

• A unidade de força no SI é o Newton (símbolo N), definido a partir da lei F = m . a como sendo a intensidade de uma força que produz aceleração de 1m/s², temos:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1N = 1kg . 1m/s²