A segunda lei de Newton, chamada de lei fundamental ou princípio fundamental da dinâmica, afirma que um corpo acelera se uma força é aplicada a ele, significando pela força uma manobra como puxar ou empurrar um corpo.
Para melhor compreender a lei fundamental, é necessário esclarecer dois conceitos básicos:
- A força aplicada ao corpo é chamada força resultante.
- A mudança na velocidade experimentada pelo corpo em movimento é chamada aceleração.
Em outras palavras, a aceleração de um corpo é proporcional à força resultante aplicada a ele. Ou seja, se aplicarmos uma força maior, o corpo aumenta sua aceleração.
Este princípio faz parte das leis de Newton ou leis do movimento, que foram publicadas pela primeira vez em 1687 pelo físico e matemático inglês Isaac Newton em sua obra Principia Mathematica, e são essenciais para a compreensão do movimento dos corpos.
Fórmula da segunda lei de Newton
A segunda lei de Newton é expressa na seguinte fórmula:
F = m.a
Onde:
- F é a força resultante. É expresso em Newton (N)
- m é a massa do corpo. É expresso em quilogramas (Kg.).
- para É a aceleração que o corpo adquire. É expresso em metros sobre o segundo quadrado (m / s2).
Um exemplo simples de entender esta fórmula seria o cálculo da força que deve ser aplicada a uma bola de futebol de 0,4 kg para chutá-la com uma aceleração de 3,5 m / s2. Nesse caso, a fórmula seria:
F = m.a
F = 0,4 kg. 3,5 m / s2
F = 1,4 N
Exemplos da Segunda Lei de Newton
A lei fundamental da dinâmica pode ser descrita nos seguintes exemplos:
1. Dois meninos e um balanço
Duas crianças estão sentadas em um balanço. Um deles balança com pouca força e sua aceleração é mais lenta. A segunda criança balança com mais força e sua aceleração é maior.
2. As duas caixas
Temos duas caixas: uma de 15 kg. e outros 50 kg. Se aplicarmos a mesma força para movê-los, a primeira caixa se moverá mais rápido. Mas se quisermos que as duas caixas se movam na mesma velocidade, teremos que aplicar mais força na caixa mais pesada.
3. Chute a bola
Se tivermos uma bola de tênis e uma bola de futebol e as chutarmos, a bola de tênis terá uma aceleração maior, pois é o corpo com menos massa. Já a bola de futebol terá uma aceleração menor porque tem mais massa.
4. Empurre o carro
Um carro em movimento para no meio da rua e o motorista deve empurrá-lo para colocá-lo em segurança. Enquanto o motorista usa sua própria força, o carro se move lentamente, mas quando outras pessoas ajudam o motorista a empurrar o carro, ele se move mais rápido, pois quanto maior a força, maior a aceleração.
5. O carrinho de supermercado
Se o carrinho de compras estiver vazio, sua aceleração será maior, mesmo que não seja aplicada tanta força ao empurrá-lo. Por outro lado, se estiver cheio, sua aceleração é menor e é necessária mais força para avançar.
6. Abra as portas
Abrir uma porta blindada requer uma força maior do que a necessária para abrir uma porta de madeira comum, que é mais leve.
7. A bola de golfe
Para que a bola de golfe alcance o buraco desejado, uma certa quantidade de força deve ser aplicada nela. Se pouca força for aplicada, a aceleração da bola será menor e ela se deslocará lentamente, e se a força aplicada for maior, a aceleração será maior e a bola se moverá mais rápido.
8. A bicicleta
A segunda lei de Newton se aplica quando andamos de bicicleta. Pedalar é força, massa é a bicicleta e nosso peso corporal e aceleração são a velocidade com que ela se move.
9. Arremesso de peso
O arremesso de peso é um esporte olímpico no qual o atleta deve empurrar uma esfera metálica muito pesada, chamada de bala. Quanto maior for a força aplicada, maior será a aceleração que a bala irá adquirir e mais longe irá.
10. A bola de boliche
A força aplicada à bola aumenta sua aceleração e faz com que ela desça pela pista, derrubando os pinos.
11. O caminhão e o carro
Para um carro funcionar, é necessário que o motor gere a força para aumentar a aceleração do carro. Quanto maior o carro, mais força ele precisará para acelerar. Portanto, um caminhão requer mais potência do que um carro comum.
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