Segunda Lei de Newton: tudo o que você precisa saber

Segunda Lei de Newton: conceitos e fórmula

A Segunda Lei de Newton também é conhecida como Princípio Fundamental da Dinâmica. Segundo ela, a força resultante aplicada sobre um corpo é diretamente proporcional à aceleração por ele obtida e inversamente proporcional à sua massa.

Isso quer dizer que, para que um corpo sofra mudança de velocidade, é preciso exercer uma força sobre ele, fator que dependerá da massa que ele possui. Além disso, é necessário que as forças que atuam sobre ele não se anulem.

E isso nos dá a fórmula:

F_r = m . a

• Fr é a força resultante, medida em newtons (N).
• m é a massa do corpo, medida em quilogramas (kg).
• a é a aceleração, medida em metros por segundo ao quadrado (m/s²).

Importante: força (F) e aceleração (a) são grandezas vetoriais, isto é, deve-se levar em consideração a direção e o sentido em que a força é aplicada.

Nesse sentido, para entender a Segunda Lei de Newton, é preciso compreendermos o conceito de força resultante. Essa grandeza se refere à soma vetorial de todas as forças que atuam sobre um mesmo corpo.

Como vimos, devemos considerar tanto o sentido quanto a direção dessas forças. Assim, enquanto forças paralelas e perpendiculares se somam, forças opostas se subtraem. Caso haja forças diagonais, é preciso “quebrá-las” em forças verticais e horizontais por meio de cálculos de trigonometria (seno, cosseno, hipotenusa… lembra?). 

Exemplo: imagine que sobre um objeto são exercidas duas forças: uma de magnitude 30 N para a direita (F1) e outra de magnitude 20 N (F2) para a esquerda. Qual seria a força resultante neste caso?

Vimos que a força resultante se refere à soma vetorial de todas as forças exercidas em um sistema. Vimos também que o sentido das forças indicam a operação que devemos fazer. Se são forças opostas, devemos subtraí-las.

Portanto, no caso do nosso exemplo, temos:

• Fr = F1 – F2
• Fr = 30 N – 20 N
• Fr = 10 N para a direita

Outro ponto que devemos ter em mente é que, na Segunda Lei de Newton, a massa de um corpo (m) é uma constante de proporcionalidade na equação, sendo a medida da inércia desse objeto.

Assim, ao aplicar uma mesma força sobre dois corpos com massas diferentes, o objeto com maior massa vai sofrer uma aceleração menor. A partir disso, conclui-se que o objeto de maior massa apresenta maior resistência às variações de velocidade (tem maior inércia), ou seja, quanto maior a massa de um corpo, maior deve ser a força aplicada para alterar seu estado de movimento..

Exemplo: imagine dois objetos com massas diferentes: um pesando 10 kg (m1) e outros pesando 5 kg (m2). Sobre ambos, aplicaremos a mesma força de 20 N. Qual dos dois sofrerá menor aceleração?

Objeto 1:

• F = m₁ . a
• 20 = 10 . a
• a = 20 ÷ 10
• a = 2 m/s²

Objeto 2:

• F = m₂ . a
• 20 = 5 . a
• a = 20 ÷ 5
• a = 4 m/s²

Conclusão: confirmamos que o objeto de maior massa (m1) apresentou menor aceleração.

Força peso

A Segunda Lei de Newton também pode ser utilizada para definir outro conceito fundamental da Física: o peso.

A força peso é uma grandeza utilizada quando falamos da atração que um planeta exerce sobre um corpo em sua superfície. Nesse caso, a equação é a seguinte:

P = m . g

• P é o Peso, medido em newtons, N.
• m é a massa, medida em kg.
• g é a aceleração da gravidade do local, medida em m/s².

Aqui, é importante não confundirmos peso com massa, como costumamos fazer no dia a dia. Quando estudamos força peso, estamos falando de um grandeza que vai variar de acordo com a gravidade, ou seja, a massa de um corpo é a mesma e o que muda é seu peso.

Exemplo: um corpo possui massa 50 kg e está no planeta Terra, onde a aceleração da gravidade é 9,8 m/s². Qual é o peso desse corpo?

Veja:

• P = m . g
• P = 50 . 9,8
• P = 490 N

Se esse mesmo objetivo estivesse Marte, por exemplo, onde a gravidade é de 3,7 m/s², seu peso seria de 185 N.

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Espero que esse post tenha ajudado você a entender melhor a Segunda Lei de Newton. Para uma revisão completa com resolução de lista de exercícios, sugiro assistir à videoaula: Revisão – Segunda Lei de Newton e Atrito.

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