A SEGUNDA LEI DE NEWTON

Vimos em nosso post anterior, o importante papel desenhado por Galileu Galilei no avanço do método científico, baseado na experimentação, análise dos resultados e no raciocínio dedutivo que nos conduziu  por caminhos mais esclarecedores de como as coisas funcionam em nosso universo. Ao perceber a propriedade da inércia, notou que a presença de uma força resultante não é fundamental para manter um corpo em movimento.

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Suponha um indivíduo  empurrando uma caixa sobre uma superfície horizontal  lisa, isto é, sem atrito. Imagine, agora, que de repente ele pare de empurrá-la. O que acontecerá logo após esse instante com o movimento da caixa?

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Ao suprimir a ação da força promovida pelo homem, você poderia pensar: a caixa seguirá em movimento retilíneo reduzindo sua velocidade até parar?  NÃO, pois para haver a redução da velocidade é necessário uma força contrária ao vetor velocidade, isto é, em oposição ao movimento.

corpo-em-movimento

Assim, como proposto por Isaac Newton, o corpo livre da ação de uma força resultante, deverá seguir em movimento retilíneo e uniforme.

A partir desse exemplo podemos agora entender melhor o papel de uma força. A força tem como objetivo causar uma VARIAÇÃO NO VETOR VELOCIDADE, isto é, deverá promover alterações na INTENSIDADE, ou na DIREÇÃO e SENTIDO. Sendo assim, se um corpo está em repouso e não há nenhuma força resultante agindo sobre ele, então deverá ficar eternamente nessa condição até que uma força resultante provoque algum desequilíbrio nessa condição.

Por outro lado, se o corpo está em movimento, porém não existe nenhuma força resultante agindo sobre ele, então esse corpo não poderá:

  • mudar a direção de seu movimento;
  • mudar o sentido de seu movimento;
  • mudar a intensidade ou módulo de sua velocidade.

Esse corpo, obrigatoriamente, descreverá um MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME.

O VETOR VELOCIDADE

O vetor velocidade V de um corpo sempre tem sentido e direção tangente à trajetória descrita pelo corpo em todo e qualquer instante.

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Significa, de maneira mais simples, que o VETOR VELOCIDADE sempre aponta para onde (direção e sentido) o corpo está se movendo naquele instante. Observe nos exemplos abaixo

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FORÇA E ACELERAÇÃO – RELAÇÃO DE CAUSA E EFEITO

A segunda lei de Newton, conhecida como Princípio Fundamental da Dinâmica, nos conta que o efeito dinâmico produzido por uma força resultante sobre um corpo é a aceleração. A Lei matemática que estabelece essa relação é conhecida por:

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Sob a ação de uma FORÇA RESULTANTE, o corpo terá uma ACELERAÇÃO que possui mesma direção e sentido da força atuante.

Em resumo:

  • toda aceleração é causada por uma força;
  • uma força horizontal para a direita F→, provocará uma aceleração a→ para a direita;
  • uma força vertical para cima F↑, provocara uma aceleração a↑ vertical para cima.

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É importantíssimo frisar que a direção e o sentido dessas forças nem sempre serão os mesmos da velocidade do corpo. Saber “para onde” está se deslocando o corpo nos informa o sentido e a direção do vetor velocidade, mas nada nos diz sobre sua aceleração, cuja orientação é fornecida pela força resultante.

MOVIMENTO ACELERADO OU RETARDADO

Agora que sabemos que a direção e o sentido da aceleração é dada pela força resultante, e o sentido e a direção do movimento é função do vetor velocidade, observe a figura abaixo.

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Um corpo adquire um movimento ACELERADO quando a aceleração e o vetor velocidade concordam em direção e o sentido. Do contrário, isto é, quando velocidade e aceleração possuem sentidos opostos o movimento é RETARDADO.

Veja se você entendeu, acompanhando as seguintes hipóteses que formulei para discutirmos sobre a figura abaixo.

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  • corpo subindo acelerado: v↑ , a↑ , FR↑ (T>P)
  • corpo subindo retardado: v↑ , a↓ , FR↓ (T<P)
  • corpo descendo acelerado: v↓ , a↓ , FR↓ (P>T)
  • corpo descendo retardado: v↓ , a↑ , FR↑ (T>P)

 

 

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