A Segunda Lei de Newton Explicada | Episódio 5

Você já parou para pensar porque que a chuva não te mata ou pelo menos porque ela não te fura ou arranha ou se você tiver resposta para essas perguntas eu ainda insisto em mais uma por que que a chuva cai em gotas se você achou essas perguntas estranhas bom pelo menos eu garanto que o caminho para entender elas é muito legal o meu nome é Pedro l e bem-vindos ao curso de física básica do ciência todo dia [Música] A Essência das respostas está a entender a Segunda Lei de Newton que geralmente é conhecida como a

lei da força ou popularmente f = ma só que antes de qualquer coisa é interessante entender o que que é uma força o que que de fato nós queremos dizer quando falamos essa palavra uma força é uma grandeza física vetorial O que significa que estamos falando de algo que possui um valor uma direção de ação e um sentido muito bem definido como por exemplo quando eu faço uma força empurrando uma porta na horizontal pra direita Isso é uma maneira chique de falar que eu abri uma porta essa grandeza física pode ter quatro maneiras fundamentais de

se manifestar através das forças eletromagnéticas que observamos sempre que tratamos de eletricidade imas e até mesmo analisando nossas principais ações mecânicas tipo empurrar algo ou encostar em um objeto da forma que for já que qualquer toque Nossa em qualquer objeto é na Essência a interação entre átomos do nosso corpo com os átomos que compõem o objeto outra maneira é através das forças gravitacionais como por exemplo quando sentimos que algo nos prende ao chão é meio desesperador o simples fato de dois corpos possuírem massa permite que eles gerem um campo gravitacional ao seu redor que é

capaz de atrair outros corpos que T massa Como por exemplo o planeta terra que possui uma massa absurdamente maior do que a nossa portanto nós sentimos o seu o campo gravitacional com tanta intensidade que ficamos presos nele ou podemos olhar pra lua que orbita a terra por causa da Atração gravitacional e por fim mais não menos importante através da força forte e fraca que são observadas nas interações mais elementais da matéria relativas a átomos e as suas estruturas internas então uma força é uma grandeza física vetorial com origem em algumas dessas quatro formas fundamentais e

que é responsável por tentar alterar a inércia de um objeto modificando seu estado de movimento de alguma forma Ah e se a ideia de Ness ainda não tá muito clara na sua cabeça eu de verdade sugiro assistir o vídeo que é antes desse que é justamente sobre isso continuando a ideia da segunda lei de Newton que nós precisamos entender para responder a pergunta do início do vídeo é estabelecer relação entre força e aceleração e essa lei deve expressar isso de tal forma que se não existe força resultante sobre um objeto ele não terá aceleração O

que é intuitivo isso é legal de perceber porque é uma ideia que tem Associação Direta com a primeira lei de Newton que nós já vimos podemos inclusive dizer que a primeira lei é consistente com a segunda a ponto de ser considerado um caso especial dela e já já você vai entender porquê E mais uma vez para falar sobre o trabalho que leva o nome de Newton eu tenho que citar Galileu que nesse caso foi o responsável por introduzir o conceito de aceleração como a taxa com a qual a velocidade varia com o tempo ou a

= v so T Isso significa que se um objeto está acelerado ele precisa estar variando a sua velocidade e ele pode estar fazendo isso de de forma que fique cada vez mais rápido ou cada vez mais lento E aí temos o movimento acelerado ou um movimento desacelerado mas quando nós olhamos para essa ideia nós podemos perguntar o que que de fato produz a tal daaceleração e bom a resposta é dada exatamente pela segunda lei de Newton Quem produz aceleração é a força a Segunda Lei de Newton relaciona os conceitos fundamentais de aceleração e de força

com a ideia de Galileu sintetizada na equação a = f so m ou a famosa F = Ma se você pref ass olhando para essa equação nós percebemos que a aceleração de um corpo é um resultado da interação de uma força sobre a sua massa se eu aumento a força eu inevitavelmente aumento a aceleração mas se eu aumento a massa eu aumento a inércia desse corpo de forma que fica mais difícil de alterar o seu estado de movimento em outras palavras a sua aceleração Será menor do que no primeiro caso vamos imaginar um bloco de

gelo parado num chão que também é de gelo tipo uma pista de patinação se uma força aparecer sobre ele tipo uma pessoa que nós chamaremos de Marcelo com essas botas de andar no gelo empurrando o bloco começa a se mover como resultado o bloco de gelo acelera se o Marcelo para de empurrar o bloco passa a se mover com velocidade constante e em linha reta e isso vem da inércia mas aplicando qualquer outra força no bloco o seu movimento será alterado de alguma forma seja aumentando a velocidade freando ou mudando a direção quase sempre para

não falar que é sempre a força que nós aplicamos sobre um objeto não é a única acida sobre ele no caso do bloco por exemplo nós temos o peso dele a reação normal que o chão faz sobre ele e por mais imperceptível que seja nesse caso que estamos imaginando ainda tem um pouquinho de atrito com o ar e com o chão o que nós geralmente desconsideramos e eu estou falando isso agora porque é muito importante entender que a combinação de todas essas forças exercidas sobre um corpo qualquer é chamada de força resultante a aceleração de

um objeto depende exatamente dessa força resultante que ele Experimenta se a gente quer aumentar a aceleração de um objeto é necessário aumentar a força resultante sobre ele Isso é regra a Segunda Lei de Newton é uma ferramenta muito poderosa que nos permite resolver muitos problemas importantes ela é tão poderosa que muitas vezes na física nós podemos desconsiderar o que nós chamamos de forças dissipativas como O atrito e o ar que eu já falei de qualquer superfície ou de um fluido e ainda assim nós vamos obter resultados bem próximos do que nós teríamos na vida real

considerando essas coisas e isso é impressionante Mas beleza o que que isso tudo tem a ver com as perguntas do início do vídeo bom a chuva não te mata fura ou arranha porque ela sofre interação com outras forças ao longo da queda que vão deixar elas bem mais lentas do que elas gostariam O que é bom para nós no caso no caso do bloco de gelo Como eu disse os atritos eram desprezíveis mas para uma gota de chuva O atrito com o ar ou a resistência que o ar oferece ao seu movimento não é nada

desprezível uma gotinha tem muito pouca massa se comparada com o bloco de gelo e portanto ela tem uma inércia é bem menor o que significa que é muito mais fácil de parar ela ou alterar o seu movimento de qualquer forma então se não existisse ar no caminho da Gota durante a queda a gravidade estaria causando um aumento constante de velocidade de modo que uma única gota seria capaz de atingir o solo com 19.600 m/s essa velocidade é 18 vezes maior do que um tiro de um projétil de uma pistola calibre 38 tipo quê com essa

velocidade uma gota seria capaz de fazer um estrago no ser humano tranquilamente e eu não preciso ser nenhum tipo de mago para afirmar isso mas o fato é que existe ar no caminho da Gota e ele tem um papel fundamental para que a gente não sofra com a queda dessas Assassinas a resistência do ar é um tipo de força que na física nós chamamos de força de arrasto e a única coisa que a gente precisa saber sobre isso aqui nesse vídeo é que essa força aumenta à medida que a velocidade da Gota aumenta Isso significa

que a medida que a gota cai a aceleração da gravidade faz a sua velocidade aumentar mas com a sua velocidade aumentando a força de arrasto também aumenta e vai aumentando até chegar num ponto em que fica com o mesmo valor que a força que a gravidade puxa a Gotinha ou seja o seu peso a partir desse ponto a força resultante sobre a Gotinha será nula e como aprendemos na primeira lei de Newton quando a resultante das forças sobre um objeto é nula ele continua em seu estado de movimento só que sem aceleração então no caso

da Gota de agora em diante ela continua sua queda com uma velocidade que nós chamamos de terminal velocidade terminal ou seja constante porque não existe mais aceleração nela é com base nessa ideia que um paraquedista pode pular de um avião tranquilamente tendo a certeza que ao abrir o paraquedas vai surgir uma força de arrasto que vai anular o efeito do seu peso e isso vai acontecer no momento ideal onde O Paraquedista terá uma velocidade terminal que ainda é segura pro pouso velocidade terminal é velocidade onde a força de arrasto se iguala com o peso e

o movimento se torna retilíneo uniforme o famoso mru e deixa eu te fazer outra pergunta aqui o que que cai mais rápido uma pena ou uma bola de boliche por muito tempo na história da humanidade acreditava-se que quanto maior a massa de um corpo maior o seu peso e por isso ele cairia mais rápido do que um corpo de pequena massa de fato quanto maior a massa maior o peso é só organizar aquela equação da aceleração de um outro jeito e nós veremos que fica fácil de concordar com isso então a força peso é igual

a massa vezes a gravidade nós temos uma aceleração igual para tudo que está na superfície da terra que é a aceleração da gravidade e quanto maior a massa de um objeto localizado na superfície da terra maior será a força peso que essa aceleração da gravidade vai dar pro objeto só que o Grande Lance é que o tempo de queda não depende do peso e sim da aceleração em tese tudo deveria cair com a mesma aceleração que é a aceleração da gravidade só que geralmente nós vemos objetos mais leves caindo mais devagar do que outros objetos

mais pesados uma bola de boliche no nosso dia a dia cai muito mais rápido do que penas Mas isso acontece apenas porque nós amos com a resistência do ar o tempo inteiro nas nossas vidas Existem várias variações desse experimento algumas foram feitas até na lua por incrível que pareça tem vídeo disso mas o importante é o resultado nós vemos o objeto com mais massa caindo com a mesma aceleração do objeto com menos massa que é o que nós esperávamos de acordo com as nossas leis entender isso significa dar um salto na maneira como nós vemos

o mundo o que importa não é a ação de uma ou outra força isolada em O Corpo e sim a soma de todas o que importa nesse tipo de análise é a força resultante e não só numa situação de queda que nós devemos fazer esse tipo de análise o bloco de gelo do início do vídeo poderia ser um caso entender qual o limite de velocidade que um carro aguenta fazer uma curva sem derrapar poderia ser outra ou até mesmo entender porque que a chuva cai em gotas Pera aí isso eu não respondi ainda né então

parte da resposta é um pouco complicada para ser tratada nesse vídeo porque depende do entendimento da estrutura de um líquido forças de coesão e outras interações que não são o foco desse vídeo mas que são dos próximos capítulos desse curso mas um pedaço da resposta para isso também está na resistência do ar vamos exagerar um pouco e imaginar um bloco de água caindo a resistência do ar a queda desse bloco inevitavelmente já seria responsável por espalhar água em gotas ela não cairia como um bloco tipo quando você joga um balde de água e a água

não cai exatamente no formato que o balde tinha ela se espalha na verdade nós nem precisamos forçar tanto a barra basta olhar para uma Cachoeira Alta na sua base mita vezes o que chega é uma espécie de chuva com gotas grossas que às vezes machucam no fim das contas se não fosse a resistência do ar a água não só chegaria o solo com uma velocidade devastadora como também chegaria em forma de grandes blocos ao invés de pequenas gotas E isso não seria nem um pouco legal e isso conclui nosso segundo vídeo do capítulo nós Ainda

temos mais e eu espero vocês lá não esqueçam de se inscrever aqui no canal ativar o Sininho para ver quando tem mais vídeos do Capítulo e isso vai ajudar muito no progresso do canal eu peço isso de verdade então vejo vocês agora no próximo vídeo já tá aqui no ar [Música]