Definição da Segunda Lei do Movimento de Newton

A Segunda Lei do Movimento de Newton afirma que quando uma força resultante atua sobre um corpo, a aceleração do corpo devido à força resultante é diretamente proporcional à força.

Como uma equação, escrevemos,

O sinal de soma,

, indica que é necessário adicionar todas as forças usando a adição vetorial e encontrar o resultante (ou o internet) força. De acordo com a segunda lei do movimento de Newton, a força resultante é proporcional à aceleração. Isso significa que se a força resultante agindo sobre um corpo for dobrada, a aceleração do corpo também dobrará. Se a força resultante for reduzida à metade, a aceleração também será reduzida à metade e assim por diante.

Uma forma alternativa de expressar a segunda lei do movimento de Newton é usar o momento. Nesta definição, a força resultante experimentada por um corpo é igual à taxa de mudança de momentum do corpo.

Se tomarmos o caso de um corpo cuja massa se mantém constante, uma vez que

, esta expressão se torna:

Agora, vamos ver um exemplo simples da segunda lei do movimento de Newton.

Exemplo da Segunda Lei do Movimento de Newton

Dois piratas puxam um baú de tesouro, que tem uma massa de 55 kg. Um pirata o puxa em direção ao Mar com uma força de 18 N enquanto o outro o puxa na direção oposta com uma força de 30 N. Encontre a aceleração do baú do tesouro.

As duas forças dadas pelos dois piratas estão em direções opostas, então a força resultante é (30-18) = 12 N de distância do mar. Agora, usando a segunda lei de Newton, temos

Longe do mar.

Como resolver os problemas da segunda lei de Newton

Problemas envolvendo elevadores (elevadores)

Para concluir este artigo, examinaremos um problema de física clássico envolvendo a força de reação em uma pessoa em um elevador. Suponha que uma pessoa com massa

está dentro de um elevador. As forças que agem sobre a pessoa são o peso

agindo para baixo e a força de reação

do chão do elevador agindo para cima.

Primeiro, vamos pegar o caso quando o elevador está parado. As forças sobre a pessoa são equilibradas. ou seja,

.

Agora, suponha que o elevador esteja acelerando para baixo. Nesse caso, há uma força resultante agindo para baixo sobre a pessoa. A força resultante dá uma aceleração

. Então, tomando a direção para baixo para ser positivo, temos

.

Suponha que a sustentação agora viaje para cima, com uma aceleração da mesma magnitude. Nesse caso,

.

Assim, a pessoa experimenta uma força de reação maior quando o elevador está acelerando para cima. Isso faz sentido intuitivamente: conforme o piso do elevador está subindo rapidamente para encontrar a pessoa, ela deve sentir uma força maior do que quando o piso está tentando "cair" dela. A menor força de reação experimentada conforme o elevador acelera para baixo é o que geralmente faz você se sentir mais leve ao fazer um elevador.