A Segunda Lei de Newton, ou Princípio Fundamental da Dinâmica, nos diz que a força resultante (FR) aplicada sobre um corpo é diretamente proporcional à aceleração (a) por ele obtida e inversamente proporcional à sua massa (m). Show Isso significa que é necessário que exerçamos uma força sobre um corpo para que ele mude de velocidade, o que dependerá da massa que ele possui. Assim, temos que: FR = m . a Importante: força e aceleração são grandezas vetoriais e, por isso, devemos considerar a direção e o sentido em que a força é aplicada. A Segunda Lei de Newton também pode ser aplicada com outra grandeza: o peso (P). Nesse caso, falamos da atração que um planeta exerce sobre um corpo em sua superfície, ou seja, a aceleração que usaremos será a da gravidade (g). Portanto: P = m . g Exercícios sobre Segunda Lei de NewtonQUESTÃO 1 Um bloco de massa m = 4 kg está em repouso sobre um piso horizontal rugoso. Os coeficientes de atrito estático e cinético são, respectivamente, 0,4 e 0,4. A partir de dado momento, passa a agir sobre o bloco uma força horizontal F para a direita. Determine a intensidade da força de atrito e da aceleração do corpo se a) F = 15 N A primeira coisa que devemos saber é se a força aplicada sobre o corpo faz com que ele se desloque ou não. Afinal, pode ser que essa força empurre o corpo com uma intensidade menor do que a exercida pelo atrito máximo. Então, temos que calcular a força de atrito com o valor máximo, que é dado pelo produto do coeficiente de atrito estático (μ) pela normal: Fat = μe . N Vamos lembrar que a normal tem o mesmo valor do peso (P) e que podemos considerar a gravidade da Terra como 10 m/s². Portanto: P = m . g N = 4 . 10 N = 40 N Seguindo: Fat = 0,6 . 40 Fat = 24 N Isso significa que, se empurrarmos o corpo com uma força menor ou igual a 24 N, ele não se deslocará. Portanto, neste item, em que a força vale 15 N, o corpo não desliza e a força de atrito vale o mesmo: Fat = 15 N e a = 0 m/s². b) F = 24 N Veja que, neste caso, a força exercida é igual à força máxima. Então, Fat = 24 N e, novamente, a = 0 m/s². Aqui, dizemos que o corpo está na iminência de deslizamento. c) F = 40N Agora sim o corpo deslizará, pois a força é maior que o atrito máximo. Então, podemos descartar esse atrito, e vamos utilizar o cinético: Fat = μc . N Fat = 0,4 . 40 Fat = 16 N Agora podemos aplicar a Segunda Lei de Newton, subtraindo o atrito cinético, que vai atrapalhar o movimento: FR = m . a 40 – 16 = 4 . a a = 6 m/s² d) F = 60N Como a força é 60 N, o atrito segue o mesmo (16 N), mas a aceleração será diferente. Então: FR = m . a 60 – 16 = 5 . a a = 11 m/s² QUESTÃO 2 Sobre uma caixa de massa 120 kg, atua uma força horizontal constante F de intensidade 600 N. A caixa encontra-se sobre uma superfície horizontal em um local no qual a aceleração gravitacional é 10 m/s2. Determine o coeficiente de atrito cinético entre a superfície e a caixa para que a aceleração da caixa seja constante, com módulo igual a 1 m/s2, e tenha a mesma orientação da força F. Veja, na figura, que temos uma força (F) para a direita e uma força de atrito (Fat) para a esquerda. Novamente, podemos recorrer à Segunda Lei de Newton: FR = m . a No entanto, repare que, como no exercício anterior, devemos subtrair o atrito (cinético, nesse caso) da resultante para descobrir seu valor: FR – Fat = m . a 600 – Fat = 120 . 1 Fat = 480 N Para calcular o coeficiente de atrito: Fat = μc . N Mais uma vez, temos que descobrir a normal. Para isso, vamos lembrar que, no plano horizontal, ela tem o mesmo valor do peso (P): P = m . g P = 120 . 10 P = 1200 N Retomando: 480 = μc . 1200 μc = 0,4 QUESTÃO 3 Um corpo de massa 10 kg desliza para a direita sobre uma superfície horizontal, puxado por uma força de intensidade F = 80 N. O coeficiente de atrito cinético entre o corpo e a superfície é de μ = 0,5. Adote g = 10 m/s². Determine: a) a intensidade da força de atrito cinético que atua sobre o bloco. Vamos utilizar a fórmula da força de atrito: Fat = μc . N Antes, vamos calcular a normal: P = m . g N = 10 . 10 N = 100 N Agora sim: Fat = 0,5 . 100 Fat = 50 N b) a aceleração do bloco. Vamos à Segunda Lei de Newton e subtrair o atrito: FR = m . a 80 – 50 = 10 . a a = 3 m/s² Para aprender maisPara assitir a resolução destas e de outras questões, confira a live no meu canal: Espero que você tenha entendido um pouco melhor sobre Segunda Lei de Newton. E se quiser ajuda para melhorar seu nível de Física em outras matérias, entre em contato comigo e escolha o curso de Física mais adequado para você! SAIBA MAIS Me acompanhe nas redes sociais: curta a minha página no Facebook, me siga no Instagram, se inscreva no Youtube e participe do meu canal oficial no Telegram. Qual é a intensidade da força resultante que atua sobre ela?A intensidade da resultante é igual à soma das intensidades das forças componentes. A direção e o sentido permanecem os mesmos.
Como se calcula a intensidade da força resultante?A intensidade da força aplicada a um determinado objeto é o produto entre sua massa e sua aceleração. Podemos representar essa relação através da seguinte fórmula: Força = Massa x Aceleração.
Quando a resultante das forças que atuam?A força resultante é a soma vetorial de todas as forças aplicadas a um corpo. De acordo com a Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica), a força resultante é igual o produto da massa pela aceleração.
O que é a força resultante e como podemos determinar sua intensidade?A força resultante (Fr) de um sistema de forças consiste no efeito produzido por uma força única capaz de produzir um efeito equivalente ao das várias forças aplicadas ao corpo. A força resultante de um sistema de duas ou mais forças pode determinar-se graficamente pela adição dos vetores força (adição vetorial).
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