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A segunda lei de Newton
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A relação entre a massa de um objeto (também chamada de massa inercial), a força a ele aplicada e a aceleração resultante devido à ação desta força pode ser escrita como .
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Como a aceleração e a força são quantidades vetoriais e o vetor aceleração tem sempre a mesma direção e sentido da força aplicada ao corpo, esta igualdade pode ser escrita também na forma vetorial: |
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Importante: Como toda quantidade vetorial, a equação é equivalente a:
,
e
onde o símbolo indica a somatória de todas as forças que são aplicadas a um mesmo corpo, e que provocam seu movimento caracterizado pela aceleração .
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Importante: A somatória de forças inclui todas as forças que se encontram aplicadas a um corpo. Por exemplo, para transportar uma caixa de um lugar para outro, aplicamos uma força para iniciar seu movimento, e o atrito com o chão se opõe ao movimento da caixa.
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A expressão exprime o que se denomina a Segunda Lei de Newton, ou Princípio Fundamental da Dinâmica: a aceleração de um ponto material é, em cada instante de tempo, diretamente proporcional à força total (somatória de forças ) a ele aplicada, ou seja, a força e a aceleração têm sempre a mesma direção e o mesmo sentido.
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Este princípio contém como caso particular a Primeira Lei de Newton ou o Princípio da Inércia: se a força total agindo sobre um corpo é nula ( ), então sua aceleração é também nula ( ) e portanto o corpo se move com velocidade constante.
Importante: na ausência de forças agindo sobre um corpo, este se move com velocidade constante. |
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se
ou
Movimento Retilíneo Uniforme (Velocidade Constante) |
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Assim, se o objeto estava parado, permanece parado pelo Princípio da Inércia, mas se ele estava em movimento, este movimento é do tipo retilíneo e uniforme. Também o contrário é verdadeiro: isto é, se a aceleração de um objeto é nula ( ), então a força total que age sobre também deve ser nula ( ).
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O Princípio Fundamental da Dinâmica permite prever como se move um objeto se conhecermos as forças a que está submetido a cada instante de tempo. Podemos então determinar sua trajetória e saber, a cada instante, onde se encontra o objeto e qual é sua velocidade. O lançamento de um foguete no espaço é um exemplo típico de problema em que se faz uso do Princípio Fundamental da Dinâmica, permitindo prever a trajetória do foguete em cada instante de tempo, bem como controlar seu movimento a fim de que não saia da rota programada para ele. Observação: para determinar o movimento do foguete é necessário conhecer também sua posição e velocidade no instante inicial do movimento.
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