Vai fazer Enem e quer saber como estudar a segunda lei de Newton? Então este texto é para você! A segunda lei de Newton diz respeito ao princípio fundamental da dinâmica. De acordo com essa lei, a força resultante que atua sobre um corpo é igual à massa desse corpo multiplicada pela sua aceleração. Ela pode ser cobrada de diferentes formas nas questões de Física do Enem.
Para se dar bem no exame, primeiramente é importante ter domínio sobre as outras duas leis de Newton: a 1ª lei, conhecida como lei da inércia, e a 3 ª lei, conhecida como lei da ação e reação. Além disso, é importante saber que a segunda lei de Newton pode ser cobrada em absolutamente qualquer contexto que envolva a aplicação de forças: máquinas simples, empuxo, gravitação, forças elétricas, magnéticas etc. Ao estudá-la, certifique-se de que você sabe calcular a força resultante sobre um corpo. Para tanto, é preciso entender como se faz uma soma vetorial. Para te ajudar, vamos dar uma boa revisada no assunto!
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Definição da segunda lei de Newton
A segunda lei de Newton, também conhecida como princípio fundamental da dinâmica, afirma que o módulo da força resultante sobre um corpo é igual ao produto entre a massa (inércia) desse corpo pela aceleração por ele adquirida. Além disso, a aceleração desenvolvida pelo corpo tem sempre a mesma direção e sentido da força resultante.
A força resultante, por sua vez, pode ser obtida a partir da soma vetorial entre as forças que atuam sobre um corpo. Essa soma leva em conta não somente o módulo das forças que são aplicadas a um corpo, mas também as direções e sentidos de aplicação.
Fórmula da segunda lei de Newton
A fórmula da segunda lei de Newton relaciona o módulo da força resultante com a massa do corpo e sua aceleração.
FR – força resultante (N)
m – massa do corpo (kg)
a – aceleração (m/s²)
Além da fórmula anterior, a segunda lei de Newton também pode ser representada de outras maneiras. Veja o princípio fundamental da dinâmica escrito em termos da variação da quantidade de movimento:
ΔQ – variação da quantidade de movimento (kg.m/s)
Δt – intervalo de tempo (s)
Exemplos sobre a segunda lei de Newton
De acordo com a segunda lei de Newton:
-
se aplicarmos a mesma força a uma moto e a um caminhão, a moto desenvolverá uma aceleração maior, uma vez que sua inércia é menor que a inércia do caminhão;
-
quanto mais se estica uma tira de borracha, maior será a aceleração que essa borracha desenvolverá ao ser solta;
-
um trem precisa de um espaço muito grande para frear completamente, diferentemente de um carro de passeio, por exemplo. Isso acontece porque o módulo da desaceleração sobre o trem é muito pequeno, graças à sua enorme massa.
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Questões do Enem sobre a segunda lei de Newton
Questão 1 — (Enem 2017) Em dias de chuva ocorrem muitos acidentes no trânsito, e uma das causas é a aquaplanagem, ou seja, a perda de contato do veículo com o solo pela existência de uma camada de água entre o pneu e o solo, deixando o veículo incontrolável.
Nessa situação, a perda do controle do carro está relacionada com redução de qual força?
a) Atrito
b) Tração
c) Normal
d) Centrípeta
e) Gravitacional
Resolução
A força que mantém as rodas do veículo aderentes ao chão é a força de atrito. Ela surge graças às irregularidades das superfícies e é proporcional à compressão feita sobre elas. Quando o veículo passa sobre uma fina camada de água, ele perde essa aderência. A resposta correta é a letra A.
Questão 2 — (Enem 2015) Num sistema de freio convencional, as rodas do carro travam e os pneus derrapam no solo, caso a força exercida sobre o pedal seja muito intensa. O sistema ABS evita o travamento das rodas, mantendo a força de atrito no seu valor estático máximo, sem derrapagem. O coeficiente de atrito estático da borracha em contato com o concreto vale μE = 1,0 e o coeficiente de atrito cinético para o mesmo par de materiais é μC = 0,75. Dois carros, com velocidades iniciais iguais a 108 km/h, iniciam a frenagem numa estrada perfeitamente horizontal de concreto no mesmo ponto. O carro 1 tem sistema ABS e utiliza a força de atrito estática máxima para a frenagem; já o carro 2 trava as rodas, de maneira que a força de atrito efetiva é a cinética. Considere g = 10 m/s² .
As distâncias, medidas a partir do ponto em que iniciam a frenagem, que os carros 1 (d1) e 2 (d2) percorrem até parar são, respectivamente,
a) d1 = 45 m e d2 = 60 m.
b) d1 = 60 m e d2 = 45 m.
c) d1 = 90 m e d2 = 120 m.
d) d1 = 5,8.102 m e d2 = 7,8.102 m.
e) d1 = 7,8.102 m e d2 = 5,8.102 m.
Resolução
Se desconsiderarmos a ação de quaisquer outras forças sobre o veículo, além da força de atrito, podemos dizer que o atrito corresponde à força resultante.
Uma vez que o carro está apoiado sobre uma estrada perfeitamente horizontal, a força peso que atua sobre o carro é igual à força normal produzida pelo chão. Por meio dessa igualdade, conseguimos calcular a aceleração sofrida pelo veículo:
Por fim, para descobrirmos o deslocamento do veículo nas situações de atrito estático e atrito dinâmico, é necessário utilizar a equação de Torricelli.
Assim sendo, a resposta correta é a letra b.