Princípio Fundamental (2ª lei de Newton)

by GREGO^®

A segunda lei de Newton diz o quanto o movimento de um objeto é afetado por uma força aplicada a ele. Diz ainda que uma força aplicada a uma massa causa uma aceleração. Na maior parte dos casos usaremos a 2ª lei substituindo no 1º membro (F) a equação de uma força, como a força centrípeta, força elétrica, força elástica, força gravitacional, força magnética, etc. Assim descobriremos os seus efeitos sobre uma dada massa (m).

F = m . a

Quanto maior a força aplicada, ou quanto menor a massa sujeita a uma mesma força, maior a aceleração produzida.

Vemos também que a Lei da inércia é um caso especial da 2ª lei, pois quando a força resultante (F) que atua sobre uma massa (m) for nula, não haverá nenhuma aceleração e a massa tende a manter seu estado de movimento.

Aceleração significa uma mudança na velocidade de um objeto. E a velocidade - que sempre se refere à rapidez do movimento numa dada direção - possui caráter vetorial, ou seja, possui módulo, direção e sentido. A mudança de velocidade pode significar que a rapidez do movimento muda, como quando você pisa no freio e faz um carro parar. Ou pode significar que a direção do movimento muda, como quando você gira o volante e dobra uma esquina (ou quando uma pedra com uma corda amarrada gira num círculo).

Assim, uma mudança na velocidade pode envolver uma mudança na rapidez sem qualquer mudança de direção, ou uma mudança de direção sem qualquer mudança na rapidez, ou pode envolver um pouco de ambos. Tudo isso é aceleração.

O próprio Newton fez uma analogia com um canhão superpoderoso sendo disparado do alto de uma montanha. Ignorando os efeitos do atrito, imagine tiros disparados horizontalmente pelo canhão, cada vez com mais força. A primeira bala voa um pouco em direção ao horizonte e daí vai para o solo, puxada em direção ao centro do planeta pela força gravitacional (na verdade ela segue uma trajetória curva, parabólica, entre o canhão e o solo). A próxima bala já vai um pouco mais longe antes que a gravidade consiga levá-la ao chão, e assim por diante. Mas lembre-se que a Terra não é plana - ela vai se curvando diante da bala em seu vôo, que está, evidentemente, sendo sempre acelerada em direção ao centro da Terra. Como a superfície da Terra é curva, as balas voam mais do que voariam se ela fosse plana.

Se o canhão for capaz de produzir um disparo suficientemente forte, a bala voadora vai dar a volta no planeta e atingir a traseira do canhão. Como ela se move para frente e cai um pouco o tempo todo, a queda é exatamente o suficiente para mantê-la em órbita, num estado às vezes conhecido como “queda livre”.

Como a bala de canhão, a Lua está o tempo todo caindo e sempre acelerando, ainda que a rapidez com que percorre sua órbita não varie de modo considerável. A órbita da Lua ao redor da Terra é um bom exemplo de aceleração que não muda a rapidez do movimento. Por inércia, a Lua “gostaria” de seguir uma linha reta, mas sempre que ela vai um poquinho pra frente, a força gravitacional da Terra puxa-a fortemente para baixo, acelerando-a e tirando-a de uma linha reta. Esse puxão constante mantém a Lua em sua órbita.

Essa segunda lei do movimento, combinada com a lei do inverso do quadrado para a gravitação, explica tanto a aceleração produzida em uma maçã caindo de uma árvore quanto a aceleração da Lua “caindo” em sua órbita ao redor da Terra.

Fonte: Fique por dentro da FÍSICA MODERNA - John Gribbin