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Força, massa e aceleração — Ciências, 14–17 anos

Uma força resultante altera o movimento de um objeto. A alteração é maior com uma força mais forte e menor com uma massa maior: F = m × a.

Ideia

A aceleração significa que a velocidade muda: um objeto pode acelerar, abrandar ou mudar de direção. A força resultante é o empurrão ou puxão total depois de combinar forças opostas. A segunda lei de Newton liga-as: força é massa vezes aceleração, F = m × a.

Porque é importante

Era possível observar que um empurrão altera o movimento, mas faltava prever quanto. A lei resolve esse problema considerando tanto o empurrão como a resistência do objeto à mudança, isto é, a sua massa. Explica por que razão o mesmo empurrão move mais facilmente um carrinho vazio do que um carregado.

Exemplo resolvido

Um carrinho de 4 kg é puxado por uma força resultante de 12 N. Usa F = m × a. Reorganiza para a = F ÷ m e substitui: a = 12 N ÷ 4 kg = 3 m/s². Em cada segundo, a velocidade muda 3 metros por segundo na direção da força resultante.

Erro comum

É fácil pensar que um objeto em movimento tem de ter uma força para a frente. Parece lógico, porque muitas vezes começamos o movimento com um empurrão. Mas, se as forças estiverem equilibradas, o objeto continua com velocidade constante; só uma força resultante altera a rapidez ou a direção.

Fora da escola

Esta relação ajuda engenheiros a criar travões de automóveis, elevadores, equipamento desportivo e naves espaciais. A massa de um carro e a força disponível nos pneus afetam a rapidez com que pode parar. No desporto, mudar a massa da bola ou a força do pontapé altera a aceleração, não apenas a velocidade final.

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