Segunda Lei de Newton
Entenda o princípio fundamental da dinâmica:
A segunda lei de Newton, também conhecida como princípio fundamental da dinâmica, trata da relação entre a força e a aceleração de um corpo.
Essa é a segunda das três leis de Isaac Newton, que explicam a dinâmica do movimento dos corpos. As 1ª, 2ª e 3ª leis de Newton foram publicadas em 1687, no livro chamado Princípios Matemáticos da Filosofia Natural.
Essa é a única lei de Newton que pode ser representada por uma equação, onde a força resultante(Fr) é igual ao produto da massa(m) pela aceleração(a).
Explicação da 2ª lei de Newton
Segundo essa lei, para que um corpo ganhe aceleração e tenha sua velocidade alterada, é preciso que uma força seja aplicada sobre ele. A segunda lei, portanto, trata dos casos em que há aceleração na movimentação dos corpos, diferenciando-se da primeira lei, que trata dos casos em que a aceleração é nula.
Para que um corpo saia do seu estado de equilíbrio e ganhe aceleração, a força resultante aplicada sobre ele deve ser diferente de zero.
Isso quer dizer que, se houver mais de uma força exercida sobre o corpo, é preciso fazer o somatório de todas as forças, pois essas forças poderão se intensificar se tiverem mesma direção e sentido, ou podem se anular, se tiverem sentidos opostos, por exemplo.
Veja a equação desta lei:
A partir dessa relação observamos que a força resultante pode ser calculada pela multiplicação da massa do corpo pela aceleração. Pela fórmula, constatamos também que força e massa são grandezas diretamente proporcionais.
Isso significa que, quanto maior a massa, maior deverá ser a intensidade da força para que o corpo ganhe aceleração. Isso acontece devido à inércia do corpo, que é sua tendência em permanecer no seu estado de equilíbrio.
A massa é a medida quantitativa da inércia, assim, quanto maior a massa, maior a inércia de um corpo.
Exemplos
Exemplo 1: duas caixas de madeira
Sobre uma superfície plana estão duas caixas de madeira, uma delas pesa 5 kg, a outra 500 kg. Caso uma pessoa tente empurrar essas caixas, ela terá muito mais facilidade em movimentar a caixa mais leve, pois sua massa é menor e, portanto, sua inércia também é menor.
Por outro lado, podemos observar que a massa e a aceleração são grandezas inversamente proporcionais. Isso porque, quanto maior a massa de um corpo, maior será sua resistência para mudar de velocidade e portanto, menor sua aceleração.
Exemplo 2: dois corpos com massas diferentes
Considere dois corpos com massas diferentes, o corpo A tem massa igual a 10 kg e o corpo B tem massa de 5 kg e sobre ambos os corpos é aplicada uma força de mesma intensidade.
Ao aplicar a mesma força, o corpo de menor massa ganhou mais aceleração.
Nesse caso, o corpo B ganhará uma aceleração maior do que o corpo A. Isso acontece porque a massa do corpo B é menor e, portanto, sua resistência em aumentar de velocidade é menor.
As unidade de medida dessas grandezas são:
- Força (F) - Newton
- Massa (m) - kg
- Aceleração (a) - m/s²
Veja também o significado de inércia.
Agora que você já entendeu o que é a segunda lei de Newton, veja o exemplo de um exercício prático:
Considerando dois corpos A e B, ambos com 100 kg. Sobre o corpo A é aplicada uma força de 40 newtons e sobre o corpo B é aplicada uma força de 60 newtons. Qual é a aceleração adquirida por cada um dos corpos?
Utilizando a fórmula:
| Corpo A | Corpo B |
|
40 = 100.a a= 40/100 a= 0,4 m/s² |
60 = 100.a a = 60/100 a = 0,6 m/s² |
Como resultado, temos que a aceleração do corpo B é maior do que a aceleração do corpo A. Como ambos tem a mesma massa, a aceleração foi maior no caso em que a força resultante aplicada sobre o corpo foi mais intensa.
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