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A Segunda Lei de Newton L. Moro Centro Universitário Uninter Av. Gov. Santos Neves, 1177 - Centro, Linhares - ES, 29900-393 e-mail: lucineimoro@gmail.com Resumo. A Segunda Lei de Newton é, sem dúvida, um grande marco na história da fica. Também conhecida como Princípio Fundamental da Dinâmica, tem por finalidade estudar, principalmente, a relação entre grandezas como força, massa e aceleração, definida em uma equação: Fr= m.a, onde Fr é a força resultante; m é a massa do objeto e a é aceleração obtida. Palavras chave: (tempo, aceleração, Newton) 2 Introdução A Primeira Lei formulada por Newton, ficou conhecida como Lei da inércia e trata a respeito das condições de equilíbrio das partículas. Na Segunda Lei, Newton observou e analisou a relação entre a foça aplicada e um corpo e a mudança de velocidade que ele sofre. Esta variação de velocidade é diretamente proporcional a resultante das forças nele aplicadas. Dessa forma, quando há variação de velocidade, em um intervalo de tempo determinado, é possível encontrar sua aceleração. Sendo assim, Newton definiu que, a força resultante é igual ao produto da massa pela aceleração, ou seja, Fr= m.a onde, Fr corresponde a força resultante, m corresponde a massa e a corresponde a aceleração. A seguir, é possível ver a aplicação da Segunda Lei de Newton. Procedimento Experimental O experimento teve início com as seguintes considerações: Um foguete regulado com uma força de 10 N está preso a uma bola de borracha com diâmetro de 20 M e massa 2 Kg e, posicionado sobre uma mesa de 200 M de comprimento e o atrito foi desprezado. Após o primeiro teste, a regulagem da força será alterada aleatoriamente e os dados serão anotados e apresentados em tabela e gráficos, como veremos a seguir. Análise e Resultados Assim que o teste inicial encerrou, outros testes foram realizados alterando, em alguns, o valor da força e em outros a massa da bola. Os dados coletados estão apresentados a seguir. Figura 1: Gráfico Velocidade x Tempo No gráfico é possível perceber , através da inclinação de cada reta, na qual a velocidade esta variando, que a bola está acelerando e que, a bola que teve maior aceleração foi aquela submetida a maior força inicial e que possui a menor massa, ou seja, a maior aceleração ocorreu no caso em que se teve a maior razão entre força sobre massa, confirmando a Segunda Lei de Newton: Fr= m.a, logo, . Observando a tabela a seguir, também é possível observar a aceleração registrada em cada experimento. Força (N) Massa da bola (Kg) Velocidade final (m/s) Tempo até o fim da área de experimento (s) Aceleração= Força(N)/Massa(Kg) (m/s2) Aceleração= Variação de Velocidade(m/s)/Variação do Tempo(s) (m/s²) 10 0,5 28,284 14,39 2,00 1,97 5 2 31,623 12,84 2,5 2,5 10 3 36,515 11,19 3,3 3,3 10 2 44,721 9,1 5,0 4,9 20 2 63,246 6,51 10,00 9,72 Figura 2: Tabela de dados Nesta tabela, a aceleração foi calculado levando em consideração duas formulas diferentes: a aceleração é a razão entre a variação de velocidade por um intervalo de tempo, ou seja, , e a Segunda Lei de Newton, . Nos dois casos, apesar de os valores não serem exatamente o mesmo, podemos perceber que estão muito próximos, podendo afirmar, para fins de cálculos, que os valores são iguais. Veja agora a comparação gráfica entre força e aceleração: Figura 3: Força x Aceleração Observando o gráfico a cima e levando em consideração a declividade, pode-se concluir que a aceleração é um valor constante e equivalente, numericamente, à massa da bola, portanto, para que seja possível alcançar uma grande aceleração a partir de uma pequena força, é necessário que o objeto tem uma massa muito pequena. Sendo assim podemos aumentar a aceleração de duas formas: 1 – aumentando a força aplicada; 2 – reduzindo a massa do objeto. Conclusão Com a realização deste experimento, é possível perceber com a física é algo que está presente em nossas vidas de forma ampla que ás vezes passa por despercebida a nossos olhos. Contudo, o que ficou bastante evidente é que força, massa, velocidade, tempo, aceleração, são variáveis que se correlacionam entre si, podendo-se obter resultados diferentes em determinadas situações alterando-se apenas uma dessas variáveis. E foi para desvendar e prever alguns eventos ocorridos em nosso cotidiano que Newton formulou sua Segunda Lei: o Princípio Fundamental da Dinâmica. Referências http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/segunda-lei-newton.htm [1] http://brasilescola.uol.com.br/fisica/segunda-lei-newton.htm [2] http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/as-leis-newton.htm [3] YOUNG, H. D e FREEDMAN, R. A.; Sears e Zemansky; Física I - Mecânica. São Paulo - 12ª ed.: Pearson, 2008 [4]
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