Question

Quando aplicamos força em um objeto, essa força é proporcional a velocidade do objeto? Por quê?

Answer 1

Sempre que aplicamos uma força a algum objeto, este tende a se movimentar com uma determinada velocidade que será proporcional a intensidade da força aplicada sobre ele. Assim, por exemplo, dar um leve toque em uma bola fará com que ela ande vagarosamente uma curta distância ou ao contrário, um chute bem forte fará com que ela se desloque muito mais rápido por uma distância maior. Isto acontece porque toda força aplicada gera uma aceleração proporcional à intensidade da força aplicada. Esta relação foi demonstrada por Isaac Newton no século XVII e é conhecida como a Segunda Lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica.

Em termos matemáticos e com um certo rigor que será explicado a seguir, a segunda lei de Newton pode ser escrita da seguinte forma:

Fres = m . a (1)

Onde:

Fres é a força resultante;
m é a massa do corpo;
a é a aceleração.

Ou seja, a força resultante que age sobre um corpo é igual ao produto da massa deste corpo pela aceleração. Para entender melhor o funcionamento desta lei, vale lembrar que ela é válida para a análise de um único corpo. Se há vários corpos sofrendo ação de diversas forças, devemos aplicar a equação (1) para cada um dos corpos. Além disso, vale ressaltar que a força aplicada Fres é a força resultante, ou seja, a soma vetorial de todas as forças que agem sobre aquele corpo.

Vamos agora estudar algumas particularidades da Segunda Lei de Newton. A primeira delas é entender o que acontece quando a força resultante é nula. Se a soma das forças que agem sobre o corpo é nula, não haverá nenhuma aceleração sobre ele, o que significa que se um objeto está se movendo, continuará a se mover com a mesma velocidade ou se estiver em repouso, continuará em repouso. Isto nada mais é do que a Primeira Lei de Newton (Lei da Inércia).

Outra implicação da segunda lei de Newton é a força peso. A rigor, o peso de um corpo é o modulo da força necessária para impedir que o corpo caia livremente. A forma da equação da força peso é idêntica à segunda lei onde a força resultante é a própria força gravitacional e a aceleração é a aceleração da gravidade:

Fres = m . a → Fg = m . g

P = m . g (2)

Answer 2

Resposta:

O Trabalho de uma força (W) é uma grandeza escalar que consiste na transferência de energia de um objeto ou para um objeto. Ou seja, quando aplicamos uma força em determinado objeto, e essa força faz com que tal objeto se movimente, chamamos isso de trabalho.

– Quando a energia é transferida para o objeto chamamos de Trabalho Motor (W > 0).

– Quando energia é transferida do objeto, chamamos de Trabalho Resistente (W < 0).

É importante saber que sempre quem realiza o Trabalho (W) é a força, e não o objeto.

Existem duas maneiras de se calcular o Trabalho: Motor ou Resistente.

Quando a força está na direção do deslocamento do objeto utilizamos a seguinte fórmula para calcular o Trabalho Motor:

Fórmula Trabalho Motor

– Quando a força não está na mesma direção do deslocamento utilizamos a seguinte fórmula para calcular o Trabalho Resistente:

Fórmula Trabalho Resistente

Onde:

F = força aplicada no objeto(N);

d = deslocamento (metros);

cos α = ângulo entre a força aplicada e o deslocamento.

A unidade de Trabalho no SI é o Joule:

1 J = 1 N . 1 m

Para uma força perpendicular ao deslocamento (α = 90º) dizemos que essa força não realizou trabalho, pois cos 90º = 0.

No caso de uma força que seja ou não constante, podemos calcular o trabalho através da área de um gráfico de Deslocamento x Força:

Área do Gráfico = Trabalho

Além disso, existe o Trabalho da força peso, que depende do peso do objeto e a força para movimentar esse objeto.

Numa situação cotidiana, quando temos que levantar uma caixa do chão levamos em consideração se aguentamos o seu peso, e se temos força suficiente para movimentá-la.

A fórmula utilizada para calcular o Trabalho da força peso é:

Trabalho da Força Peso

Onde:

m = massa do objeto;

g = força da gravidade;

h = altura;

Explicação: