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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