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Revisão de Física
 
Segunda Lei de Newton

 

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.
     
    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

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