Peso e Massa (conceitos e definições)

 

Peso e Massa (conceitos e definições)

 

Massa

 

 massa constitui​​ uma das​​ propriedades físicas​​ da​​ matéria.

massa (m) de um​​ corpo​​ é a​​ medida de sua inércia (resistência de um corpo em ter seu movimento acelerado ou retardado), sendo um valor numérico atribuído a​​ cada corpo​​ comparando-o com outro tomado como​​ padrão.​​ Pode ser entendida​​ também​​ como a​​ quantidade de matéria​​ que​​ compõe um corpo.

Quanto maior a massa​​ de um corpo,​​ maior será sua inércia,​​ pois é mais fácil​​ acelerar ou retardar​​ 

uma​​ moto​​ (menor massa, menor inércia) do que um caminhão​​ (maior massa, maior inércia).

É uma grandeza escalar, positiva invariável para cada corpo​​ não dependendo do lugar onde ele se encontra.

 Assim, a massa de um corpo​​ é​​ sempre a mesma​​ em qualquer ponto da Terra, do​​ espaço ou de

qualquer planeta.

No sistema internacional de unidades (SI) a massa é medida em quilogramas (kg) e, um quilograma (1kg) é a unidade de massa tomada como padrão, definido internacionalmente como​​ sendo​​ uma​​ mistura de irídio e platina​​ e encontra-se no Escritório Internacional de Pesos e Medidas, localizado em Paris (França).

Peso

 

 

aumentando do​​ equador aos polos​​ diminuindo com a​​ altitude. Como a massa​​ de um​​ corpo é

constante,​​ essa variação do peso​​ se altera de acordo com a variação da intensidade da aceleração da gravidade,​​ pois P = m.g.

 

​​ Em pontos​​ próximos à superfície da Terra, desprezando-se a resistência do ar, os​​ corpos caem​​ com aceleração variável próxima de 9,8​​  que, quando não for especificada podemos​​ considerar​​ como sendo de 10​​ .

 

​​ Como valor de g varia de planeta para planeta e como P=m.g, com​​ m​​ invariável, o peso​​ de um

corpo também varia conforme o planeta (veja no esquema acima alguns desses valores)

O peso depende da​​ atração​​ que um corpo exerce sobre o outro, que é devida à aceleração da gravidade, já que a massa é a mesma.

Quanto​​ maior a massa do planetamaior​​ será essa atração,​​ por isso existe essa​​ diferença de atração entre um corpo e os planetas acima.

 

  ​​​​ massa de um corpo é uma grandeza fundamental e que pode ser​​ medida​​ por comparação com massa padrão​​ utilizando uma​​ balança de pratos,​​ onde colocamos​​ num dos pratos a massa que queremos medir, e no outro,​​ massas​​ de valores conhecidos​​ até que o equilíbrio entre os pratos seja atingido.

Observe que esse processo independe da​​ intensidade​​ do​​ campo gravitacional​​ g (é válido para qualquer planeta),​​ pois​​ a aceleração da​​ gravidade g​​ sempre será​​ a​​ mesma​​ para os dois objetos.

Atualmente existem​​ diversos tipos de balança,​​ mas o princípio​​ de funcionamento​​ é o mesmo.

​​ Uma outra unidade de força,​​ que não pertence​​ ao SI é o quilograma-força (kgf) e 1kgf ≈ 10N.

 

​​ Dinamômetro (Balança​​ antropométrica​​ mecânica)​​  ​​​​ Instrumento​​ que mede a intensidade do peso de um corpo.

Uma força​​ (peso) transmitida a uma mola​​ (corpo elástico) produz na​​ mesma uma deformação​​ que é registrada pelo ponteiro numa escala graduada em Newton.

zero​​ desta escala corresponde à posição do ponteiro antes da aplicação da força,​​ com a mola em

​​ sua posição natural​​ (sem deformação).

 


O que você deve saber, informações e dicas

 

 Em pontos próximos à superfície da Terra, desprezando-se a resistência do ar,os corpos caem com aceleração próxima de 9,8​​  que, quando​​ não for especificada​​ podemos considerar como​​ sendo de 10​​ .

 

 Um quilograma-força​​ (kgf)​​ é o​​ peso​​ de um corpo de​​ massa 1kg, num local em que a aceleração da gravidade vale 9,806​​  que podemos arredondar para 10​​ .

O​​ quilograma-força​​ (kgf)​​ é​​ a​​ unidade de intensidade de força no sistema técnico de unidades.

 

 Desprezando-se a resistência do ar, qualquer corpo que​​ estiver no espaço​​ após lançamento

vertical, lançamento oblíquo queda livre, etc, terá como força resultante a força peso que tem​​ sempre​​ direção vertival e sentido para baixo.

 

 peso​​ é uma​​ grandeza vetorial de intensidade variável​​ e que tem​​ sempre direção vertical e sentido para baixo.

 intensidade da força peso diminui​​ com a altitude​​ na​​ Terra​​ ou em​​ qualquer outro planeta.

 

 Desprezando-se a resistência do ar,​​ dois corpos abandonados de uma mesma altura da superfície da Terra,​​ tem a​​ mesma aceleração da gravidade (g)​​ e consequentemente​​ chegam juntos ao solo,​​ independente de suas massas.

 

 

 Peso e massa​​ são​​ grandezas distintas:

Peso    grandeza vetorial de intensidade variável,​​ direção vertical​​ e​​ sentido para baixo.

Massa    grandeza​​ escalar positiva​​ e​​ invariável.

 

 peso​​ de um​​ corpo é medido​​ pelo​​ dinamômetro.

 

 Quando alguém diz “o peso de um corpo é 10 quilos” está dizendo uma frase errada. O número 10​​ não se refere a peso,​​ mas sim a​​ massa​​ e a frase correta é “a massa de um corpo é 10 quilogramas”.

 

Exercícios de vestibulares com resolução comentada sobre Peso e Massa

 

01-(fisicaevestibular)

 

02-​​ (ENEM - MEC) 

O​​ peso​​ de um corpo é uma​​ grandeza física:

a)​​ que​​ não varia​​ com o​​ local​​ onde o corpo se encontra    

b)​​ cuja​​ unidade​​ é​​ medida em​​ quilograma    

c)​​ caracterizada pela​​ quantidade de matéria​​ que o corpo encerra    

d)​​ que mede a​​ intensidade da força​​ de​​ reação​​ de apoio    

e)​​ cuja​​ intensidade​​ é o​​ produto​​ da​​ massa do corpo pela aceleração da gravidade​​ local.

Resolução:

R- E

 

03- (UFV - MG) Um​​ astronauta​​ leva uma​​ caixa​​ da​​ Terra até a Lua.​​ 

Podemos dizer que o​​ esforço​​ que ele fará para​​ carregar a caixa na Lua​​ será:

a) maior​​ que na​​ Terra,​​ já que a​​ massa​​ da caixa​​ diminuirá​​ e seu​​ peso​​ aumentará.

b) maior​​ que na​​ Terra,​​ já que a​​ massa​​ da caixa​​ permanecerá constante​​ e seu​​ peso​​ aumentará.

c) menor​​ que na​​ Terra,​​ já que a​​ massa​​ da caixa​​ diminuirá​​ e seu​​ peso​​ permanecerá constante.

d) menor​​ que na​​ Terra,​​ já que a​​ massa​​ da caixa​​ aumentará​​ e seu​​ peso​​ diminuirá.

e) menor​​ que na​​ Terra,​​ já que a​​ massa​​ da caixa​​ permanecerá constante​​ e seu​​ peso​​ diminuirá.

Resolução:

Peso e massa​​ são​​ grandezas distintas:

Peso    grandeza vetorial de intensidade variável,​​ direção vertical​​ e​​ sentido para baixo.

Massa    grandeza​​ escalar positiva​​ e​​ invariável.

o​​ esforço​​ (devido ao peso da​​ caixa)​​ que​​ o astronauta​​ fará para​​ carregar a caixa na Lua​​ será menor​​ pois,​​ como valor de g varia de planeta para planeta​​ (menor na Lua que na Terra) e como P​​ =​​ m.g,​​ 

com​​ m​​ invariável,​​ P​​ será​​ diretamente proporcional​​ a​​ g.​​ Na​​ Lua,​​ mesma​​ m e​​ menor​​ P.

R- E

 

04-​​ (UERJ​​ -​​ RJ) 

​​ 

Leia atentamente os​​ quadrinhos a seguir.

A​​ solução​​ pensada pelo​​ gato Garfield​​ para atender à​​ ordem recebida​​ de seu dono está​​ fisicamente correta?​​ Justifique sua resposta.

Sim,​​ está correta,​​ pois o​​ peso​​ é a força da gravidade, dada pelo​​ produto da massa do corpo pela aceleração da gravidade do planeta.​​ 

No caso, se Garfield fosse para um​​ planeta com menor aceleração da gravidade,​​ sua​​ massa não mudaria,​​ pois é a mesma em qualquer lugar, mas​​ seu peso, de fato,​​ diminuiria.

 

05-​​ (fisicaevestibular) 

Uma​​ pedra​​ de​​ massa 10​​ kg​​ foi transportada da​​ Terra para uma região (R)​​ afastada da influência​​ de​​ 

qualquer​​ corpo celeste,​​ fora da atração gravitacional deles.​​ Assim:

a)​​ Qual é a​​ massa​​ da pedra na​​ região R?

b)​​ Qual é o​​ peso​​ da pedra na​​ região R?

c)​​ A​​ inércia​​ da pedra na​​ região R​​ seria a​​ mesma que ela possuía na Terra?​​ massa (m) de um​​ corpo​​ é a​​ medida de sua inércia (resistência de um corpo em ter seu movimento acelerado ou retardado), 
Resolução:

a)​​ Em qualquer lugar que a​​ pedra se encontre​​ (na Terra, no espaço sideral,​​ afastada da influência​​ de​​ 

qualquer​​ corpo celeste,​​ fora da atração gravitacional deles) sua​​ massa é sempre a mesma,​​ ou seja,​​ m = 10 kg.

b)​​ Na​​ região R​​ a pedra está no espaço sideral​​ que é​​ toda área vazia do universo​​ que não está ocupada por corpos celestes e​​ fora da atração gravitacional deles​​ então, na​​ região R​​ a​​ aceleração da gravidade é zero​​ (g = 0) e seu​​ peso será P = m.g​​ = 10.0 ​​  ​​​​ P = 0

c)​​ Sim, pois a​​ massa é a mesma​​ na​​ região R e na Terra,​​ já que​​ a massa (m) de um​​ corpo​​ é a​​ medida de sua inércia. 

 

06-​​ (PUC​​ -​​ MG) 

A​​ massa​​ de um determinado indivíduo é de​​ 60kg.​​ 

Ele sobe em uma​​ balança​​ e o​​ ponteiro indica seu peso.

 Qual é a​​ indicação correta​​ que a​​ balança deve​​ oferecer?​​ (considere 1 quilograma-força​​ “1 kgf”​​ como sendo​​ 10N​​ e​​ g​​ =​​ 10​​ ).

a)​​ 60​​ kg

b)​​ 60​​ kgf

c)​​ 60​​ N

d)​​ 6​​ N

e)​​ 0,6​​ kgf

Resolução:

Peso​​ do indivíduo​​ de massa​​ m = 60 kg​​ com​​ g = 10​​   ​​ P​​ =​​ m.g ​​   P​​ =​​ 60.10  ​​ P​​ =​​ 600​​ 

Regra de três: ​​ 

R- B

 

07-​​ (FCC​​ -​​ BA) 

O​​ peso​​ de um​​ corpo, próximo à superfície da​​ Terra​​ onde​​ g​​ =​​ 10​​  é de​​ 40​​ N.

b)​​ Qual é a​​ sua massa em Marte?

Resolução:

 

08-​​ (FUVEST​​ -​​ SP) 

Uma​​ força de 1​​ newton (1​​ N)​​ tem a​​ ordem de grandeza​​ do​​ peso de:

a)​​ um homem adulto

b)​​ uma criança recém-nascida

c)​​ um litro de leite

d)​​ uma xicrinha cheia de café

e)​​ uma moeda

Resolução:

R- D

 

09-​​ (UF​​ -​​ MT) 

A​​ ordem de grandeza​​ de uma​​ força de 1.000N​​ é comparável ao​​ peso de:

a)​​ um lutador de boxe

b)​​ um tanque de guerra

c)​​ um navio quebra-gelo

d)​​ uma bola de futebol

e)​​ uma bolinha de pingue-pongue

Resolução:

Considerando​​ g = 10​​ ​​ e​​ F = P = 1 000 N  ​​ P = m.g ​​   1.000​​ =​​ m.10  ​​ m = 100 kg

R- A

 

10- (FUVEST - SP) 

Um​​ corpo​​ de​​ massa​​ igual a​​ 20​​ kg,​​ partindo do repouso, cai em​​ queda livre​​ de uma​​ altura igual a 2m​​ em relação ao solo​​ (g​​ =​​ 10​​ ).​​ 

Qual é o​​ módulo,​​ em newtons, da​​ força de atração​​ que a​​ Terra exerce sobre o corpo?

Resolução:

Portanto, essa​​ força de atração da Terra​​ sobre o corpo corresponde ao​​ peso do corpo​​ e vale​​ P​​ =​​ m.g ​​   P​​ =​​ 20.10 ​​  ​​ P​​ =​​ 200​​ N

 

11-​​ (FMIt​​ -​​ MG) 

Um​​ corpo​​ de​​ massa​​ igual a​​ 100​​ kg​​ é​​ atraído pela Terra,​​ que provoca no mesmo uma​​ aceleração.​​ 

Este corpo, por sua vez,​​ também exerce uma força sobre a Terra,​​ comunicando-lhe uma​​ aceleração.

Sabendo-se que a​​ massa da Terra​​ tem a ordem de grandeza de​​ ​​ kg,​​ calcular o​​ módulo​​ da​​ aceleração​​ que a​​ Terra adquire,​​ como​​ consequência​​ da interação com o​​ referido corpo.​​ (considere​​ 

g​​ =​​ 10​​ )

Resolução:

 

12-​​ (PUC​​ -​​ MG) 

A​​ massa​​ de um​​ veículo​​ em repouso é​​ 900 kg.​​ Esse veículo​​ entra em movimento​​ numa​​ estrada

pavimentada e é acelerado até sua velocidade atingir 100 km/h.​​ 

Considerando-se​​ g =​​ 10​​ ,​​ é​​ CORRETO​​ afirmar:

a)​​ À medida que a​​ velocidade do veículo aumenta,​​ o seu​​ peso diminui​​ e, a​​ 100 km/h, seu peso é mínimo. 

b)​​ À medida que a​​ velocidade do veículo aumenta,​​ aumenta​​ também sua​​ aderência ao solo​​ fazendo com que seu​​ peso aumente. 

c)​​ Pode-se considerar que,​​ até a velocidade de 100 km/h, o​​ peso do veículo não se altera,​​ porém, para velocidades​​ muito maiores que 100 km/h,​​ o​​ peso do veículo vai se reduzindo​​ de maneira muito acentuada. 

d)​​ O​​ peso do veículo é o mesmo,​​ estando ele em​​ repouso ou em alta velocidade.

Resolução: 

O​​ peso​​ de um veículo​​ depende da sua massa m​​ e da​​ aceleração gravitacional g,​​ pois pela​​ segunda lei de Newton ​​   P = m.g ​​    como​​ nem a massa​​ e​​ nem a aceleração gravitacional​​ foram​​ alteradas com o movimento do​​ veículo​​ ele terá o mesmo peso em repouso ou em movimento.

R- D

 

13-​​ (Unifei​​ -​​ MG) 

Uma​​ criança​​ arremessa uma​​ bola,​​ cuja​​ massa é 20​​ g,​​ verticalmente para cima.​​ 

Desprezando-se a​​ resistência do ar,​​ determine o​​ módulo, a direção e o sentido​​ da​​ força resultante que atua sobre a bola​​ nos​​ seguintes casos:​​ (considere​​ g​​ =​​ 10​​ ).

a)​​ na​​ subida,​​ após ter deixado a mão da criança.

b)​​ no​​ ponto mais alto​​ da trajetória.

c)​​ na​​ descida,​​ antes de tocar o solo.

Resolução:

Como a​​ resistência do ar é desprezada,​​ em todos os pontos do movimento​​ (itens a, b e c),​​ a​​ força resultante é o​​ peso, de direção vertical, sentido para baixo e​​ de​​ intensidade​​ (módulo)​​ P =m.g​​ = 0,02.10​​ ​​ P = 0,2 N