Segunda lei de Newton

A segunda lei de Newton é uma das leis mais importantes da Física, já que ela descreve a influência que a força e a massa de um corpo têm sobre a sua aceleração. Através dessa lei, podemos calcular a intensidade da força resultante sobre um corpo por meio do produto da massa do corpo pela sua aceleração. Essa lei foi formulada por Isaac Newton.

Leia também: 5 coisas que você precisa saber sobre as leis de Newton

Resumo sobre a segunda lei de Newton

• A segunda lei de Newton é a lei de Newton que afirma que uma força resultante não nula aplicada em um corpo provoca uma aceleração de mesma direção e sentido da força resultante.
• O corpo está em equilíbrio quando o somatório das forças resultantes que atuam nele é igual a zero.
• A fórmula da segunda lei de Newton diz que a força aplicada em um corpo é igual ao produto da sua massa pela sua aceleração.
• A segunda lei de Newton é aplicada em todas as situações em que empregamos uma força para produzir aceleração de um corpo.
• As leis de Newton são o princípio da inércia, o princípio fundamental da dinâmica e o princípio da ação e reação.

Videoaula sobre a segunda lei de Newton

Qual é a segunda lei de Newton?

Formulada por Isaac Newton e também chamada de princípio fundamental da dinâmica, a segunda lei de Newton é uma das leis que fundamentam a Mecânica Clássica, estabelecendo que quando empregamos uma força resultante não nula sobre um corpo, temos a produção de aceleração nele, que é diretamente proporcional à força aplicada e inversamente proporcional à massa do corpo. Caso o somatório das forças resultantes sobre um corpo seja nulo, isso indica que ele está em equilibrío ou em repouso.

Fórmula da segunda lei de Newton

\(F=m \cdot a \)

• F
   → força resultante, medida em Newton [N]
  .
• m
   → massa, medida em quilogramas [kg].
• a
   → aceleração, medida em metros por segundo ao quadrado [m/s²]
  .

Ela também pode ser escrita como:

\(F = m \cdot \frac{v}{t} \)

• F
   → força resultante, medida em Newton [N] .
• m
   → massa, medida em quilogramas [kg].
• v
   → velocidade, medida em metros por segundo [m/s]
  .
• t
   → tempo, medido em segundos [s
  ].

Ou até como:

\(F = m \cdot \frac{d}{t^2}\)

• F
   → força resultante, medida em Newton [N]
  .
• m
   → massa, medida em quilogramas [kg
  ].
• d
   → distância, medida em metros [m
  ].
• t
   → tempo, medido em segundos [s
  ].

Aplicações da segunda lei de Newton

Existem diversas aplicações da segunda lei de Newton em nosso cotidiano. Pensando nisso, selecionamos algumas situações em que se aplica a segunda lei de Newton:

• Quando fazemos uma força para empurrar objetos e pessoas.
• Quando fazemos uma força para puxar objetos e pessoas.
• Quando enrolamos tapetes.
• Quando lançamos uma bola em esportes como futebol, queimada e tênis.
• Quando brincamos de cabo de guerra.

Leis de Newton

Isaac Newton (1643-1727) formulou e publicou, em 1687, três leis que fundamentam a Mecânica Clássica, nomeadas de três leis de Newton, sendo elas:

• Princípio da inércia ou primeira lei de Newton: determina que um corpo continua parado ou em movimento retilíneo uniforme caso o somatório das forças externas sobre ele seja nulo ou não atuem forças externas sobre ele.
• Princípio fundamental da dinâmica ou segunda lei de Newton: determina que toda força resultante não nula aplicada em um corpo provoca sua aceleração.
• Princípio da ação e reação ou terceira lei de Newton: determina que toda força de ação sobre um corpo provoca uma força de reação em resposta a essa ação, sendo ela de mesma intensidade, direção e sentido contrário.

Para saber mais detalhes sobre as leis de Newton, clique aqui.

Exercícios resolvidos sobre a segunda lei de Newton

Questão 1

(UFRGS) Aplica-se uma força de 20 N a um corpo de massa m. O corpo desloca-se em linha reta com velocidade que aumenta 10 m/s a cada 2 s. Qual o valor, em kg, da massa m?

A) 5.
B) 4.
C) 3.
D) 2.
E) 1.

Resolução:

Alternativa B.

Calcularemos a massa do corpo através da fórmula da segunda lei de Newton:

\(F=m \cdot a\)

\(20 = m \cdot \frac{v}{t} \)

\(20 = m \cdot \frac{10}{2} \)

\(20=m \cdot 5\)

\(m = \frac{20}{5} \)

\(m=4 kg\)

Questão

(Cesesp) Um corpo de 4kg de massa está submetido à ação de uma força resultante de 15 N. A aceleração adquirida pelo corpo na direção dessa resultante é, em m/s²:
A) 2,25
B) 1,35
C) 4,25
D) 2,85
E) 3,75

Resolução

Alternativa E.

Calcularemos a aceleração do corpo através da fórmula da segunda lei de Newton:

\(F=m \cdot a\)

\(15=4 \cdot a\)

\(a = \frac{15}{4} \)

\(a=3,75 m/s^2\)

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Mecânica. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Mecânica (vol. 1). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.