Segunda lei de Newton - Dicas

Conceito de massa e peso

A massa de um corpo é a medida de suas inércia. Quanto maior sua massa , maior será a resistência de acelerarmos ou retardarmos esse corpo e vice-versa.

A massa é constante em qualquer lugar.

O peso de um corpo pode ser defendido como a força da gravidade resultante sobre este corpo. Considerando o referencial o planeta em que este corpo está, por exemplo, o peso de um homem de 70 kg na Terra, considerando a aceleração da gravidade g = 9,80m/s² é:

Logo:

Portanto o peso pode ter diferentes valores se considerarmos cada referencial de inércia: Lua, Marte,...

Então, quando um corpo cai livremente a força que o acelera é seu peso P e a aceleração produzida é a da gravidade g.

Assim:

Segunda Lei de Newton - técnica de resolução de exercícios

Para resolução de exercícios é necessário seguir algumas etapas que irão facilitar a compreensão. O procedimento consiste nos seguintes os:

1) escolher o corpo para análise aplicar a segunda lei de Newton;

2) desenhar um diagrama de forças e certificar que foram incluídas todas as forças exercidas sobre o corpo. Identifique as forças por meio de símbolos algébricos, por exemplo peso do corpo pode ser indicado por m*g.

3) mostrar a localização dos eixos coordenados “x” e “y” no diagrama de forças e determine as componentes em relação a estes eixos;

4) se houver mais de 1 corpo , faça os os anteriores separadamente;

5)escrever a segunda lei de Newton e resolvê-las para encontrar a resposta;

6)perguntar: "este resultado faz sentido?"

7) ter em mente as dimensões das variáveis:

Exemplo: o que é força no SI massa multiplicado pela aceleração [kg]*[m/s²] é igual a Newton [N].

____________________________________________________________________________________________________

Exemplo 1 Vamos começar com um exemplo simples

Um bloco de 10kg de massa está em repouso sobre uma superfície horizontal. Qual a força horizontal F que lhe deve ser aplicada para imprimir uma velocidade de 4m/s em 2 s, partindo do repouso, se a força de atrito entre o corpo e a superfície for constante e igual a 5 N? Qual a força Normal?

Seguiremos os os 1 a 6.

1)    Só temos 1 corpo, vamos aplicar a segunda lei de Newton

2)    Vamos fazer o diagrama de forças no bloco

3)    Vamos inserir os eixos coordenados X e Y no bloco. Para facilitar, coloque os eixos sobre um dos planos, no caso, eixo X no horizontal e consequentemente o Y no vertical.

4)     Há somente 1 corpo, logo, pulamos o o quatro.

5)     Vamos então as equações para resolução:

Resolução:

Calculamos a aceleração “a” no eixo X:

A resultante das componentes no eixo X das forças é: o símbolo à frente de F significa o somatório de todas das forças projetadas no eixo X.

A resultante das componentes no eixo Y das forças é

Note que o módulo da força de atrito é F atrito = 5N, é uma grandeza positiva, porem a componente dessa força na direção X é negativa e portanto a a ser –F ou – 5N. Da mesma forma o peso é uma grandeza positiva, porem sua componente em Y é negativa, logo, - P.

A seguir resolvemos as equações de forma independente:

Da segunda equação, vem:

Da primeira equação, vem:

Por enquanto é só, farei mais posts com outros exemplos da segunda lei:

Plano inclinado;

Peso aparente em elevadores;

Dinâmica em dois corpos;

Máquina de Atwood;

Acelerômetro.