A Segunda lei de Newton trata dos casos em que a resultante das forças que actuam num corpo não é nula. Neste caso, nota-se o aparecimento de uma outra grandeza conhecida: a aceleração.
2ª lei de Newton:
Se existe a acção de forças ou a resultante das forças actuantes sobre um corpo não é nula, ele sofrerá a acção de uma aceleração inversamente proporcional à sua massa.
Pode-se concluir então, que ao actuar uma resultante de forças não-nula sobre um corpo, este corpo ficará sujeito à acção de uma aceleração. Esta aceleração será maior quando um corpo tiver uma massa menor.
A equação acima envolve a resultante das forças, isto é, o efeito combinado de todas as forças que actuam no corpo. A não ser no caso de actuar somente uma força no corpo, em que a resultante é a própria força.
Outra observação importante é que se trata de uma equação vectorial, entre duas grandezas vectoriais, o que indica que a força resultante terá a mesma direcção e sentido da aceleração e vice-versa.
A força resultante do conjunto das forças que actuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direcção e o mesmo sentido da força resultante, que é tanto maior quanto maior for a intensidade da força resultante.
Fonte: student.dei.uc.pt
Na primeira lei de Newton aprendemos que se a resultante das forças que atuam em um corpo for nula este corpo estará em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Em qualquer dessas situações, a aceleração do corpo é nula.
Então, que tipo de movimento teria o corpo se a resultante das forças que nele atuam fosse diferente de zero? A resposta a essa pergunta pode ser encontrada através de uma experiência bastante simples. Considerando um carrinho colocado sobre um trilho de ar (atrito desprezível), sendo puxado por uma força F. Como as demais forças que atuam no corpo (peso e reação normal) se equilibram, podemos considerar a força F como a única força que atua no corpo. Analisando tal movimento, podemos concluir que
A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional
à resultante das forças que atuam nele e tem a mesma direção
e o sentido desta resultante. Ou seja, Fr = m.a está é a expressão
matemática da segunda lei de Newton em sua forma mais geral.
A segunda lei de Newton é uma das leis básicas da Mecânica, sendo utilizada na análise de movimentos que observamos próximos a superfície da Terra e também no estudo dos movimentos dos corpos celestes. O próprio Newton aplicou ao desenvolver seus estudos dos movimentos dos planetas, e o grande sucesso alcançado constituiu uma das primeiras confirmações desta lei.
Fonte: educar.sc.usp.br
A primeira lei de Newton, explica o que acontece ao corpo quando a resultante de todas as forças externas que nele actuam é zero: o corpo pode permanecer em repouso ou continuar o seu movimento rectilíneo com velocidade constante. A segunda lei de Newton, explica o que acontece ao corpo quando a resultante das forças é diferente de zero.
Imagine que empurra uma caixa sobre uma superfície lisa (pode-se desprezar a influência de atrito). Quando se exerce uma certa força horizontal F, a caixa adquire uma aceleração a. Se se aplicar uma força 2 vezes superior, a aceleração da caixa também será 2 vezes superior e assim por diante. Ou seja,
a aceleração de um corpo é directamente proporcional à força resultante que sobre ele actua.
Entretanto, a aceleração de um corpo também depende da sua massa. Imagine, como no exemplo anterior, que se aplica a mesma força F a um corpo com massa 2 vezes maior. A aceleração produzida será, então, a/2. Se a massa triplicar, a mesma força aplicada irá produzir uma aceleração a/3. E assim por diante. De acordo com esta observação, conclui-se que:
a aceleração de um objecto é inversamente proporcional à sua massa.
A aceleração adquirida por um corpo é directamente proporcional à intensidade da resultante das forças que actuam sobre o corpo, tem direcção e sentido dessa força resultante e é inversamente proporcional à sua massa.
Veja as seguintes ilustrações:
1. A força da mão acelera a caixa;
2. Duas vezes a força produz uma aceleração duas vezes maior;
3. Duas vezes a força sobre uma massa duas vezes maior, produz a mesma aceleração original.
Fonte: www.mundoeducacao.com.br
É muito comum encontrarmos a definição de massa de um corpo da seguinte maneira: ``a massa de um corpo representa a quantidade de matéria que ele possui". Em cursos elementares de ciências, esta definição pode ser aceita como uma idéia inicial da noção de massa, embora não possa ser considerada uma definição precisa dessa grandeza. De fato, a definição apresentada não é adequada, pois pretende definir um novo conceito - massa - por meio de uma idéia vaga, que não tem significado físico preciso - quantidade de matéria.
Experimentalmente os físicos constataram que entre a força F aplicada a um corpo e a aceleração , que ele adquire, existe uma proporção direta. Desta forma, o quociente é constante para um certo objeto. Este quociente, F/a que é intrínsico a cada corpo, foi denominado pelos físicos de massa do corpo. Desta forma, podemos afirmar:
A massa m de um corpo é o quociente entre o módulo da força
que atua num corpo e o valor da aceleração a que ela produz
neste corpo.
Assim,
No sistema internacional (SI), a unidade para medida de massa é o quilograma:
1 quilograma = 1 Kg = 1000 g
Suponhamos que uma força F foi aplicada a três corpos de massa diferentes, como três blocos de ferro, com volumes diversos. Imaginaremos que a superfície na qual estes blocos estão apoiados não apresenta atrito. Analisando a equação , percebemos facilmente que:
Quanto m 
maior menor a
Quanto m
maior maior a dificuldade de alterar a velocidade do corpo.
Podemos concluir que
Quanto maior é a massa de um corpo, maior será sua inércia
(dificuldade de ter sua velocidade alterada), isto é, a massa representa
a medida de inércia de um corpo.
As conclusões anteriormente, explicam porque um caminhão vazio
(quando sujeito a uma força F) adquire uma aceleração
maior do que quando esta cheio, por exemplo.
De acordo com o princípio da inércia, um corpo só pode sair de seu estado de repouso ou de movimento retilíneo com velocidade constante se sobre ele atuar uma força resultante externa. Neste momento, poderiamos perguntar: ``O que acontece se existir uma força resultante externa agindo no corpo?'' Nesta situação, o corpo fica sujeito a uma aceleração, ou seja, um corpo sujeito a uma força resultante externa movimenta-se com velocidade variável.
É facil perceber que, se quisermos acelerar um corpo, por exemplo, desde o repouso até 30Km/h em um intervalo de tempo de 30s, a intensidade da força que teremos de aplicar dependerá da massa do corpo. Se, por exemplo, o corpo for um carro, é evidente que a força necessária será muito menor do que se tratasse de um caminhão. Desta forma, quanto maior a massa do corpo, maior deverá ser a intensidade da força necessária para que ele alcance uma determinada aceleração.
Foi Isaac Newton quem obteve essa relação entre massa e força, que constitui a segunda lei de Newton ou princípio fundamental da dinâmica. Temos, então que
A aceleração de um corpo submetido a uma força resultante externa é inversamente proporcional à sua massa, e diretamente proporcional a intensidade da força.
Assim, para uma dada força resultante externa F, quanto maior a massa m do corpo tanto menor será a aceleração a adquirida. Matemáticamente, a segunda lei de Newton é dada por:
Esta equação vetorial impõe que a força resultante e a aceleração tenham a mesma direção e o mesmo sentido. No Si a unidade de força é o newton ou (N):
1 N = 1 Kg . m/s²
Por definição, o newton é a força que produz uma aceleração 1 m/s² de quando aplicada em uma massa de 1 Kg.
Antes de resolver qualquer problema de dinâmica, é de fundamental importância a identificação de todas as forças relevantes envolvidas no problema. Para facilitar a visualização destas forças, isola-se cada corpo envolvido e desenha-se um diagrama de corpo livre ou diagrama de forças para cada corpo, que é um esquema simplificado envolvendo todas as massas e forças do problema.
Por exemplo, se um bloco escorrega, descendo um plano inclinado com atrito, teremos o seguinte diagrama de corpo livre para o bloco:
Figura 9.1: Diagram de corpo livre para um bloco escorregando num plano inclinado.
Nesse exemplo, o bloco é tratado como uma partícula, por simplificação, não sendo relevante suas dimensões ou o ponto de aplicação das forças, colocadas todas no seu centro geométrico, por conveniência. Desprezou-se a força de empuxo do ar, a força de resistência viscosa ao movimento do bloco, também causada pelo ar, e outras forças irrelevantes ao problema.
Fonte: www.mundofisico.joinville.udesc.br
A resultante das forças que agem sobre um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida.
F = m.a
F = força (N)
m = massa (kg)
a = aceleração (m/s2)
Unidade de força no S.I: (N) Newton
Fonte: br.geocities.com
De acordo com o princípio da inércia, se a resultante de forças
atuantes num corpo for nula, o corpo consegue manter, por inércia,
sua velocidade constante, ou seja, não possui aceleração.
Logo, força consiste num agente físico capaz de produzir aceleração,
alterando o estado de repouso ou de movimento dos corpos.
Quando uma força resultante está presente em uma partícula, esta adquire uma aceleração na mesma direção e sentido da força, segundo um referencial inercial.
A relação, nesse caso, entre a causa (força resultante) e o efeito (aceleração adquirida) constitui o objetivo principal da segunda lei de Newton, cujo enunciado pode ser simplificado assim:
Isso significa que, sendo a massa do corpo constante, a força resultante e a aceleração produzida possuem intensidades diretamente proporcionais. Ou seja, quanto mais intensa for a força resultante, maior será a aceleração adquirida pelo corpo. Logo, a relação entre as intensidades de e constitui uma função linear, onde a massa (constante) corresponde à declividade (tg ) da semi-reta do gráfico.
Os gráficos abaixo representam a relação força resultante x aceleração adquirida para dois corpos A e B de massas diferentes (gráficos com declividades diferentes).
Observe que, para um mesmo valor (F) de força resultante, a intensidade da aceleração adquirida pelo corpo A é menor que a adquirida por B, ou seja, o corpo A tende a variar menos a sua velocidade que B. Isso evidencia que o corpo A oferece maior resistência à alteração de sua velocidade, isto é, o corpo A possui maior inércia. A partir do gráfico acima, temos:
Portanto, a massa de um corpo deve ser vista como uma propriedade da matéria que indica a resistência do corpo à alteração de sua velocidade, ou seja, a massa mede a sua inércia.
A unidade de massa no Sistema Internacional (SI) é o quilograma (kg), padrão definido por um cilindro de platina conservado no museu de Sèvres, em Paris. Podemos definir a unidade de força newton (N) pela segunda lei de Newton, relacionando-a com as unidades internacionais de massa e aceleração. Observe:
unidade de massa --> u(m) = kg
unidade de aceleração
-->
Ou seja:
Fonte:www.caedweb.com.br
A segunda lei elaborada por Isaac Newton é conhecida como “Princípio de massa” ou “Princípio Fundamental da Dinâmica” e relaciona as grandezas: Força, aceleração e massa.
“A força resultante aplicada a um corpo é diretamente proporcional ao produto entre a sua massa e a aceleração adquirida pelo mesmo”
F = m . a
* A força poderá ser medida em Newton se a massa for medida
em kg e a aceleração em m/s2 de acordo com o sistema internacional
de unidades de medidas ( S.I ).
* Se a força resultante for nula ( F = 0 ) o corpo estará em
repouso (equilíbrio estático) ou em movimento retilíneo
uniforme (equilíbrio dinâmico).
Fonte: www.professorraul.com.br
