Exemplos da vida real

10 exemplos da vida real da segunda lei de Newton (F = ma)

A força resultante sobre um objeto é igual à sua massa vezes sua aceleração. A direção da aceleração é a direção da força resultante.

  1. Chutando uma bola de futebol. Uma bola de 0,4 kg atingindo 25 m/s em um contato de 5 ms requer uma força média de 0,4 × 25 / 0,005 = 2 000 N.
  2. Empurrando um carrinho de compras. Um carrinho de 30 kg acelerado a 0,5 m/s² precisa de 15 N de empurrão líquido (acima do atrito).
  3. Lançamento de foguete. O empuxo líquido menos o peso dá a massa vezes a aceleração. Um Saturn V na decolagem tinha empuxo de ~33 MN e peso de ~28 MN, deixando ~5 MN para acelerar ~2,8×10⁶ kg a ~1,8 m/s².
  4. Aceleração do elevador. Um passageiro com peso de 700 N lê 770 N em uma balança quando o elevador acelera para cima a 1 m/s². Os 70 N extras vêm de F_net = m × 1 m/s².
  5. Teste de colisão. Dobrar a velocidade de impacto quadruplica a energia cinética e (para a mesma distância de deformação) duplica a força de desaceleração.
  6. Saque de tênis. Uma bola de 0,057 kg atinge 60 m/s em ~4 ms: F ≈ 0,057 × 60 / 0,004 = 855 N em média.
  7. Jogando uma bola de neve. Bola mais pesada significa menor aceleração para a mesma força do braço – F = ma em ação.
  8. Puxando um trenó sobre a neve. Tração necessária = atrito + (massa × aceleração desejada).
  9. Corrida de arrancada. Aceleração = (impulso do motor - resistência ao rolamento - resistência ao ar) / massa. Os dragsters de combustível superiores atingem 5 g.
  10. Skydiver antes da velocidade terminal. Força resultante = mg − F_arrasto; uma vez que o arrasto equilibra o peso, a força resultante é zero e a aceleração é zero (velocidade terminal).

Onde os alunos erram

F é a força NET. Um erro comum é usar apenas a força aplicada e ignorar o atrito, o peso ou as forças normais.

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