Ideias principais
As leis de Newton relacionam força e movimento. A força resultante sobre um objeto é igual à sua massa vezes a aceleração, e toda força tem uma força par, igual e oposta, que atua em outro objeto.
- Desenhe um diagrama de corpo livre com todas as forças sobre o objeto e some-as como vetores: ΣF = ma, separadamente em cada eixo.
- O peso é mg e aponta para baixo. A força normal é perpendicular à superfície e nem sempre é igual ao peso.
- O atrito cinético é μ_c N e se opõe ao deslizamento. O atrito estático se ajusta até um máximo de μ_e N.
- Em um plano inclinado, decomponha o peso em mg sen θ ao longo da rampa e mg cos θ contra a superfície.
Equações principais
ΣF = maW = mgf = μNa = g sin θ (frictionless incline)F = kx (Hooke’s law)
Exemplo resolvido
Uma caixa de 10 kg desliza por um plano de 30° com μ_c = 0,20 (g = 9,8 m/s²). Ao longo da rampa: mg sen θ = 10 × 9,8 × 0,5 = 49 N. Atrito: μ_c mg cos θ = 0,20 × 10 × 9,8 × 0,866 = 17 N. A força resultante é 32 N, então a = 32 ÷ 10 = 3,2 m/s².
Erros comuns
- Achar que a normal é sempre igual a mg. Num plano inclinado, ou com outras forças verticais, ela é diferente.
- Tratar um par ação-reação como duas forças no mesmo objeto. Elas atuam em objetos diferentes e nunca se cancelam.
- Usar o peso em vez da força normal na fórmula do atrito.
Prática
Teste-se com perguntas de prática sobre este tema: Forças e leis de Newton