Segunda lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica
Segunda lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica
Ao contrário da primeira lei de Newton que justifica o que ocorre com um corpo quando a força resultante que age sobre ele for nula, esta segunda lei de Newton explica o que acontece com esse corpo quando a resultante das forças que agem sobre ele não for nula.
Podemos definir o Princípio Fundamental da Dinâmica ou segunda lei de Newton do seguinte
modo:
Assim, se essa força resultante for constante, a aceleração (variação de velocidade), por ela produzida também será constante e a força e a aceleração são grandezas diretamente proporcionais, ou seja:
Como F = m.a é uma função do 1O grau, o gráfico da intensidade (F) da força aplicada a um corpo, em função de sua aceleração (a) é uma reta inclinada cujainclinação ou coeficiente angular representa a massa do corpo, que é uma constante de proporcionalidade.
Essa constante de proporcionalidade (m), que é característica de cada corpo recebe o nome de massa inercial ou simplesmente massa e corresponde à medida da inércia do corpo, ou seja, da resistência que o corpo oferece à variação do vetor velocidade.
Observe na lei fundamental da Dinâmica (F = m.a) que, quanto maior a massa do corpo, maior será sua inércia, ou seja, devemos aplicar uma força resultante maiorpara acelerar ou retardar um caminhão
carregado (maior massa) do que o mesmo caminhão descarregado (menor massa).
Unidades e significado de força no sistema internacional de unidades (SI):
F intensidade da força resultante
newton (N)
M massa do corpo
quilograma (kg)
a aceleração do corpo
(m/s2)
Considerando, m = 1 kg, a = 1m/s2 e F = 1N, podemos definir 1N como sendo a intensidade da força resultante que, aplicada sobre um corpo de massa 1 kg, produz no mesmo uma aceleração de 1m/s2.
Peso (P) de um corpo
Podemos determinar o peso P de um corpo (força vertical para baixo, com que a Terra atrai o corpo) pela expressão P = m.g, onde m é a massa do corpo e g a aceleração da gravidade.
Assim, pela segunda lei de Newton se a força peso for a resultante sobre o corpo, temos, em intensidade:
O que você deve saber, informações e dicas
A massa é sempre uma grandeza escalar positiva.
A força da expressão
é a força resultante, que é a soma vetorial de todas as forças que
agem sobre o corpo.
Um dinamômetro ideal inserido numa corda ideal (inextensível e de massa desprezível), indica a
intensidade da força de tração numa das extremidades da mesma (figura acima).
Se tivermos dois ou mais dinamômetros ideais ligados conforme a figura abaixo e na extremidade
livre do dinamômetro da direita aplicarmos uma força, por exemplo de 20N, cada dinamômetro indicará 20N.
Exemplos:
Se a trajetória for retilínea a força resultante e a aceleração tem sempre a mesma direção que a velocidade, mas podem ter sentidos opostos (vide figuras abaixo)
Na figura 1, o corpo se move em direção horizontal e sentido para a direita, obedecendo ao vetor velocidade. Observe também que estas são a direção e sentido da força resultante e da aceleração. Trata-se de um movimento retilíneo acelerado.
Na figura 2, o corpo se move em direção horizontal e sentido para a direita (veja a direção e o sentido do vetor velocidade), mas a força resultante e aceleração estão para a esquerda, freando-o.
Trata-se de um movimento retilíneo retardado.
Lembre-se de que o deslocamento do corpo e sua velocidade vetorial são sempre coincidentes.
Se o movimento do corpo for curvilíneo, a força resultante e consequentemente a aceleração tem sempre direção e sentido diferentes da velocidade.
Como exemplo, na figura abaixo temos uma bola lançada obliquamente, onde, desprezando-se a resistência do ar, a força resultante sobre a mesma que é seu pesoe a aceleração que é a da gravidade g
(ambas verticais e para baixo), têm direção e sentido diferentes da velocidade que é sempre tangente em cada ponto.
Se o movimento do corpo for circular e uniforme a força resultante e consequentemente a aceleração
(centrípeta) são dirigidas sempre para o centro da circunferência não coincidindo com a velocidade que é sempre tangente à trajetória em cada ponto.
Pela segunda lei de Newton se a força peso for a resultante sobre o corpo, temos, em intensidade:
Equações da Cinemática
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