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Segunda Lei de Newton

Lei Fundamental da Dinâmica

Sabemos que as interações de um sistema com o meio exterior ocorrem por intermédio de agentes físicos denominados forças, que em conjunto são responsáveis pelas deformações, acelerações e equilíbrio dos corpos.

Segunda Lei de Newton

Equilíbrio das partículas

Pelo princípio da inércia, uma partícula está em equilíbrio quando a resultante das forças externas sobre ele for nula, levando a partícula a assumir uma das condições: repouso (equilíbrio estático) ou movimento com velocidade escalar constante (equilíbrio dinâmico).

Deformação dos corpos

Sabemos também que um corpo é deformado quando sua estrutura interna (formada pelas ligações entre moléculas e átomos), não resiste à ação da resultante das forças externas.

Aceleração das partículas

Um outro efeito provocado pela resultante das forças sobre um corpo é a aceleração.


No tópico sobre forças vimos que a aceleração de uma partícula está relacionada com a resultante das forças aplicadas sobre ela, através da expressão:

Segunda Lei de Newton

onde

"m" representa a medida de inércia da partícula, ou seja, sua mass a;

"Segunda Lei de Newton" é a aceleração adquirida pela partícula;

"Segunda Lei de Newton" indica a resultante das forças aplicadas sobre o móvel.

Mas como Newton chegou a essa conclusão?

Isaac Newton, ao estudar o movimento de corpos acelerados, constatou três fatos:

I - Para uma mesmo partícula, quando maior a intensidade da força resultante aplicada maior será sua aceleração.

A animação acima mostra dois automóveis idênticos 1 e 2 sob a ação, respectivamente, das forças resultantes Segunda Lei de Newton e Segunda Lei de NewtonObserve que devido ao fato da intensidade de Segunda Lei de Newtonser maior que Segunda Lei de Newton o carro 1 é acelerado com maior intensidade, mostrando que:

A intensidade de aceleração de uma partícula é proporcional à intensidade da força resultante aplicada sobre ela.

Segunda Lei de NewtoneSegunda Lei de Newton

II - Quanto maior a inércia de um corpo, maior será a força resultante necessária para imprimir determinada aceleração.

Para que as caixas A e B da animação acima sejam aceleradas com a mesma intensidade, constata-se que a força resultante aplicada sobre B deve ser maior que sobre A.

Este fato devesse à inércia de B ser maior que a de A, dificultando as alterações em seu estado de movimento ou repouso. Para vencer essa inércia é necessário a ação de uma força resultante maior.

III - A aceleração adquirida por uma partícula possui a mesma direção e sentido da força resultante sobre ela.

Constata-se que a aceleração adquirida por uma partícula além de possuir intensidade proporcional a força resultante, ela possui a mesma direção e sentido desta força.

Newton sintetizou todas essas observações, fruto de suas pesquisas e de seus antecessores, principalmente as de Galileu, e enunciou a segunda lei, também conhecida como lei fundamental da dinâmica:

"A aceleração adquirida por uma partícula é diretamente proporcional à resultante das forças sobre ela e possuindo a mesma direção e sentido desta resultante".

Unidades de Força

Como toda grandeza, a força também possui sua unidade, que no Sistema Internacional (SI), é o Newton (N), em homenagem a Sir Isaac Newton.

Unidade de Força no SI

Massa
Aceleração
Força
Kg
m/s2
N (Newton)

Um Newton (1N), representa a intensidade de força que, aplicada numa partícula de massa igual a 1kg, produz na mesma direção e sentido uma aceleração de intensidade igual a 1m/s2

Além do Newton (N), outras unidades de forças são utilizadas. Veja a tabela abaixo:

Outras unidades de Força

Massa
Aceleração
Força
slug
ft/s2
Lb (Libra)
g
cm/s2
dyn (Dina)

Uma outra unidade de força muito utilizada é o quilograma-força (Kgf).

Um quilograma-força (kgf) representa a força gravitacional exercida sobre um corpo de um quilograma num local onde a gravidade (g) vale 9,80665m/s2

A seguir apresentamos algumas conversões de unidades de força

1 dyn = 10-5N

1 lb = 4,448N

1 Kgf = 9,807N

Fonte: www.cleber_sm.oi.com.br

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