Leis de Newton
Três bancadas, uma para cada lei. Empurre, freie, meça e compare.
Um corpo tende a manter seu estado: parado continua parado, e em movimento continua em linha reta com a mesma velocidade, a menos que uma força resultante atue sobre ele.
A aceleração é proporcional à força resultante e inversamente proporcional à massa: FR = m · a. Dobre a força, a aceleração dobra; dobre a massa, ela cai pela metade.
Velocidade × tempo
Aceleração × força resultante
Caderno de medidas
Com a caixa em movimento, clique em Registrar medida. A aceleração é medida pelo próprio movimento: a = Δv/Δt. Registre várias forças com a mesma massa e veja os pontos formarem uma reta.
| # | Massa | Força aplicada | Atrito | Força resultante | Aceleração medida | FR / a |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Ainda sem medidas. | ||||||
Toda ação tem uma reação de mesma intensidade, mesma direção e sentido contrário, aplicada no outro corpo. As forças são iguais; os efeitos (acelerações) dependem das massas.
Roteiro de experimentos
Sem atrito, sem freio
Dê um empurrão no bloco sobre gelo ideal. Quando você solta, a velocidade cai? Compare com a madeira.
A bola que “anda sozinha”
Freie o ônibus. Visto de fora, a bola só continua como estava. Visto de dentro, parece que algo a empurrou.
Construa a reta F × a
Caixa de 20 kg, sem atrito. Registre medidas com 50, 100, 150 e 200 N. A inclinação da reta é 1/m.
O atrito que segura
Caixa de 30 kg na madeira. Aumente a força aos poucos a partir de 50 N. Em que valor ela começa a andar? Depois, ela precisa da mesma força para continuar?
Mesma força, efeitos diferentes
Ana (50 kg) e Beto (100 kg) se empurram. Quem sente a força maior? Quem sai mais rápido?
Desafio
Teoria: as três leis de Newton
1ª lei (inércia). Se a força resultante sobre um corpo é zero, sua velocidade não muda: ou ele fica parado, ou segue em movimento retilíneo uniforme. Não é preciso força para manter um movimento; é preciso força para mudá-lo. No dia a dia as coisas param porque o atrito é uma força.
2ª lei (princípio fundamental). A força resultante e a aceleração têm a mesma direção e sentido, e:
Atrito. Com a caixa parada, o atrito estático se ajusta ao empurrão até um limite. Passado o limite, a caixa desliza e o atrito passa a ser cinético, um pouco menor:
3ª lei (ação e reação). Se A empurra B com uma força, B empurra A com uma força de mesma intensidade e sentido contrário. As duas forças atuam em corpos diferentes, por isso não se anulam. Como a = F/m, o corpo de menor massa acelera mais.
Sobre a simulação: g = 9,8 m/s². As setas de força de cada bancada estão na mesma escala entre si, para poderem ser comparadas.