Segunda Lei de Newton

A segunda lei de Newton diz que a aceleração de um objeto depende da força resultante que atua sobre ele e de sua massa. Nas situações de massa constante usadas na maioria dos problemas introdutórios de física, a relação é:

Isso significa que a aceleração aumenta quando a força resultante aumenta e diminui quando a massa aumenta. A aceleração aponta na mesma direção da força resultante.

Use O Simulador Para Testar $F_{net} = ma$

Altere a força ou a massa, uma de cada vez, e observe a aceleração ser atualizada. Com a massa fixa, a aceleração varia diretamente com a força. Com a força fixa, a aceleração varia inversamente com a massa.

Quando A Segunda Lei De Newton Se Torna $F_{net} = ma$

A forma mais geral da segunda lei de Newton afirma que a força resultante é igual à taxa de variação da quantidade de movimento:

Para uma massa constante $m$, a quantidade de movimento é $\vec{p} = m\vec{v}$, então isso se reduz a

Essa forma para massa constante é a versão que a maioria dos estudantes aprende primeiro, e é a versão que este widget representa. Se a massa estiver mudando, você não deve supor que $F_{net} = ma$ conta toda a história por si só.

Exemplo Resolvido: 12 N Em Um Carrinho De 4 kg

Suponha que um carrinho tenha massa de $4\ \mathrm{kg}$ e que a força resultante sobre ele seja de $12\ \mathrm{N}$ para a direita. Com massa constante,

Assim, o carrinho acelera a $3\ \mathrm{m/s^2}$ para a direita. Se o mesmo carrinho sofresse apenas $6\ \mathrm{N}$, a aceleração cairia para $1.5\ \mathrm{m/s^2}$. Se a força permanecesse em $12\ \mathrm{N}$, mas a massa aumentasse para $8\ \mathrm{kg}$, a aceleração também seria $1.5\ \mathrm{m/s^2}$. Essa é a ideia principal: a força aumenta a aceleração, enquanto a massa resiste a essa mudança.

O Que Observar Ao Mover Os Controles Deslizantes

Não procure apenas um número maior ou menor. Observe a própria relação.

• A força altera a aceleração diretamente.
• A massa altera a aceleração inversamente.
• Força resultante zero significa aceleração zero, mesmo que o objeto já esteja em movimento.

Esse último ponto é importante. A segunda lei de Newton relaciona força com aceleração, não força com velocidade.

Tente Um Caso Parecido De Força E Massa

Teste sua própria versão mantendo uma variável fixa. Primeiro, dobre a força mantendo a massa constante. Depois, reinicie e dobre a massa mantendo a força constante. Se você conseguir prever a nova aceleração antes de verificar no widget, estará usando a lei em vez de apenas decorá-la.