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Peso, aceleração da gravidade e forças de reacção Intermédio

Publicado em 07/04/2004 (revisto em 25/08/2010)

Quando largamos um corpo perto da superfície da Terra, ele acelerará em direcção e perpendicularmente ao soloTooltip. Segundo a lenda, a inspiração de Newton para a postulação da sua segunda lei foi provocada pela observação da queda de uma simples maçã, enquanto ele meditava ou descansava, encostado a uma árvore.

Como é que a maçã cai? Qual a lei que rege o seu movimento?

Newton deduziu que uma única força está aplicada à maçã, força essa que se traduz por uma aceleração. De facto, se a maçã tiver uma massa m, a força nela aplicada será:

em que representámos essa aceleração por g, cujo significado é a aceleração da gravidade e cujo valor medido em laboratório é de, aproximadamente, 9.8 m s-2.

Para corpos em queda livre, esta aceleração é constante, isto é, qualquer que seja a massa do corpo, o seu movimento será uniformemente acelerado com aceleração da gravidade. Essa força é designada por peso do corpo. A força mede-se em kg m s-2 que corresponde à unidade Newton (N). Assim, um corpo com 10 kg de massa terá um peso de 98 N. Quando, na linguagem de todos os dias, dizemos que um corpo pesa dez quilogramas, estamos a falar de quilogramas-força (pois sentimos a força que o corpo exerce sobre nós), uma unidade diferente do kg e que se escreve kgf. Assim, 1 kgf = 9.8 N = 9.8 kg m s-2. Estas duas unidades (kgf e kg) são fundamentalmente diferentes e têm dimensões e aplicabilidade muito diferentes.

A Terra cria em todo o espaço que o rodeia um campo gravitacional. Se assimilarmos a Terra a uma esfera homogénea, de centro O, de massa total MT e de raio RT, o campo gravítico criado num ponto P tal que a distância de O a P, OP = r > RT tem por expressão:

com G = 6.67 × 10-11.

A constante G é chamada constante de gravitação universal e exprime-se no sistema internacional em m3 kg-1 s-2, em que:

é um vector unitário (ou de norma 1) com a mesma direcção e sentido que o vector que une O a P, .

O peso de um corpo equivale à força exercida à distância pela Terra sobre esse corpo, força essa que se pode medir com um dinamómetro (dispositivo graduado que funciona com a ajuda de uma mola). A partir da segunda lei de Newton, se medimos o peso de um corpo (em N) e a sua massa (em kg), podemos obter o valor de g.

O vector campo gravitacional e o vector campo de gravidade (ou vector aceleração da gravidade) podem ser considerados aproximadamente iguais e pode-se assimilar a força de atracção gravitacional da Terra sobre o corpo ao peso do corpo.

Autor e Créditos

Autor:

Créditos:

  • Salvina Ribeiro
 

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