A segunda lei de Newton também é chamada de princípio fundamental da dinâmica. Ela relaciona a massa e aceleração de um corpo com a força resultante sobre ele. Devido a isso, suas aplicações são inúmeras. Nesse post você verá a definição dessa lei, como calculá-la, exemplos e muito mais. Confira!
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O que é a segunda lei de Newton
A segunda lei de Newton também é chamada de princípio fundamental da dinâmica. Seu enunciado afirma que: “a força resultante que atua sobre um corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração”. Contudo, é importante ressaltar que este enunciado é adaptado aos dias atuais. A forma com a qual Isaac Newton o escreveu é diferente.
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Há outra forma de entender o princípio fundamental da dinâmica. Isto é: quando um corpo está sob a ação de uma força resultante diferente de zero, ele adquirirá uma aceleração na mesma direção e sentido da força resultante.
Como calcular a segunda lei de Newton
O cálculo do princípio fundamental da dinâmica envolve uma relação de proporção entre a força resultante, a massa e a aceleração. Dessa forma, a força resultante é diretamente proporcional à massa e a aceleração. Além disso, massa e aceleração são inversamente proporcionais, para a mesma força resultante. Matematicamente, essa relação é da seguinte forma:
Em que:
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- F: força resultante (N)
- m: massa (kg)
- a: aceleração(m/s²)
Note que a força resultante para um sistema, deve considerar a soma de todas as forças que atuam sobre ele. Além disso, a força peso é um caso particular da segunda lei da dinâmica. Neste caso, a aceleração sobre o corpo é a aceleração da gravidade no local.
Exemplos de aplicações da segunda lei de Newton
Os fenômenos da dinâmica newtoniana podem ser observados com facilidade. Contudo, todos eles dependem da posição do observador em relação ao movimento. Há uma outra abordagem para os fenômenos físicos que não depende do observador. Ela é a Mecânica Relacional, cujo um dos principais teóricos é o físico brasileiro André Koch Torres Assis. Dessa maneira, confira alguns exemplos do princípio fundamental da dinâmica.
- Empurrões: ao empurrar um móvel pesado, para tirá-lo do repouso, é preciso que ele adquira uma aceleração. Isso dependerá da intensidade da força aplicada;
- Carros: para um carro sair do repouso, é preciso que o motor transforme sua energia em energia mecânica. Dessa forma, ele adquire uma aceleração;
- Queda livre: quando um corpo está em queda livre, ele acelera devido à ação da força peso.
O exercício de analisar os fenômenos cotidianos e interpretá-los com base em leis físicas é importante para compreender o mundo ao redor. Além disso, é possível pensar com criticidade sobre o ambiente no qual se está inserido. Que tal observar os fenômenos físicos ao seu redor?
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Vídeos sobre a segunda lei de Newton
Para fixar melhor o que foi estudado, é importante assistir às videoaulas selecionadas. Nelas será possível ver a explicação conceitual e matemática do princípio fundamental da dinâmica e muito mais. Confira!
A segunda lei de Newton explicada
A segunda lei de Newton é um dos conceitos mais importantes da Dinâmica. Devido a isso, ela é muito utilizada na Física Clássica. Para entender mais sobre essa lei física, assista ao vídeo do canal Ciência Todo Dia, no qual Pedro Loos explica sobre a importância do princípio fundamental da dinâmica para a Ciência.
Princípio fundamental da dinâmica
O professor Marcelo Boaro explica o princípio fundamental da dinâmica. Para isso, o docente define o que é força resultante e discute a relação de proporcionalidade entre massa, aceleração e força. Além disso, ao fim da aula, o docente resolve um exercício de vestibular sobre o tema estudado.
Experimentos sobre a segunda lei de Newton
Os professores Gil Marques e Claudio Furukawa realizam experimentos sobre o princípio fundamental da dinâmica. Essas práticas auxiliam na ilustração dos conceitos e no entendimento de como os fenômenos físicos se manifestam na natureza. Além disso, os experimentos são ideais para serem apresentados em feiras de ciência.
Estudar as leis da dinâmica é importante para compreender as bases da Física Clássica. Além disso, elas são fundamentais para outras áreas do conhecimento. Por exemplo, a Estática e a Engenharia. Dessa maneira, conheça mais sobre as demais leis de Newton.
Referências
Física I: Mecânica (2016) – Hugh D. Young et al. [sem link]
Física: Volume 1 (2008) – David Halliday et al.[sem link]
Curso de Física Básica: Volume 1 (2014) – Herch Moysés Nussenzveig. [sem link]
Por Hugo Shigueo Tanaka
Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).
Tanaka, Hugo Shigueo. Segunda lei de Newton. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/segunda-lei-de-newton. Acesso em: 03 de May de 2024.
1. [Fuvest]
I. Uma pessoa em um trampolim é lançada para o alto. No ponto mais alto de sua trajetória, sua aceleração será nula, o que dá a sensação de “gravidade zero”.
II. A resultante das forças agindo sobre um carro andando em uma estrada em linha reta a uma velocidade constante tem módulo diferente de zero.
III. As forças peso e normal atuando sobre um livro em repouso em cima de uma mesa horizontal formam um par de ação-reação.
De acordo com as Leis de Newton:
a) Somente as afirmações I e II são corretas.
b) Somente as afirmações I e III são corretas.
c) Somente as afirmações II e III são corretas.
d) Todas as afirmações são corretas.
e) Nenhuma das afirmações está correta.
Alternativa correta: E
Analisando as afirmações:
I – Falsa. No ponto mais alto da trajetória a velocidade é nula, a aceleração é igual à gravidade (não nula).
II – Falsa. Um movimento retilíneo uniforme implica em aceleração nula. Logo, a força resultante também é nula.
III – Falsa. O par ação-reação consiste em um par de forças na mesma direção e sentidos opostos trocados por corpos distintos.
2. [PUC]
Não realiza trabalho:
a) a força de resistência do ar;
b) a força peso de um corpo em queda livre;
c) a força centrípeta em um movimento circular uniforme;
d) a força de atrito durante a frenagem de um veículo;
e) a tensão no cabo que mantém um elevador em movimento uniforme.
Alternativa correta: C
A força que não realiza trabalho é a centrípeta, pois é perpendicular ao movimento.