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Voltar a Física e Química A

A resultante orienta a aceleração

11.º anoPercurso edumaterial

O que vais aprender

  • Calcular aceleração num caso unidimensional com força resultante e massa declaradas.

Compreender

A lei fundamental da dinâmica relaciona a força resultante, a massa e a aceleração: Fᵣ=m·a. A resultante é a soma vetorial das forças, não uma força a juntar outra vez depois do cálculo. No caso, a=6 N/2 kg=3 m/s² para a direita. O sentido da aceleração coincide com o da resultante; isso não obriga a velocidade inicial a ter o mesmo sentido.

Se o carrinho partisse do repouso e a resultante se mantivesse durante dois segundos, a velocidade final neste modelo seria v=0+3×2=6 m/s. Mas o enunciado original não informa velocidade inicial nem duração, portanto só permite calcular a aceleração. Escrever que «o carrinho se desloca a 3 m/s» confunde aceleração com velocidade e troca unidades que descrevem grandezas diferentes.

Numa experiência real, seria necessário medir forças, massa, atrito e incertezas. A força resultante de 6 N já incorpora o efeito de todas as forças horizontais consideradas, pelo que não se deve subtrair atrito imaginado. Quando uma resultante é nula, a aceleração é nula, mas o corpo pode continuar com velocidade constante; repouso é apenas uma possibilidade. A leitura das condições evita conclusões que a equação não autoriza.

Exemplo resolvido

Um carrinho idealizado de 4 kg recebe uma força resultante constante de 8 N para a esquerda numa calha horizontal. Calcula a aceleração e indica que dado faltaria para prever a velocidade após 3 s.

  1. Escolho a direita como sentido positivo; a força resultante é −8 N e a massa é 4 kg.
  2. Pela segunda lei, a=Fres/m=−8/4=−2 m/s², isto é, 2 m/s² para a esquerda.
  3. Em 3 s a variação de velocidade seria aΔt=−6 m/s. A velocidade final continua indeterminada sem a velocidade inicial.

A aceleração é 2 m/s² para a esquerda; a variação em 3 s seria −6 m/s, mas falta a velocidade inicial para obter vf.

Atenção ao erro

Não verificar as condições do caso.

Carrinho de 2 kg com força resultante de 6 N e aceleração de 3 m/s², ambas para a direita.
A resultante de 6 N sobre 2 kg determina a aceleração de 3 m/s²; o desenho não informa a velocidade.

Verifica agora

  1. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Qual é a aceleração?

    Ver solução explicada

    Resposta: 3 m/s² para a direita.

    Aplica Fᵣ/m com unidade e sentido.

  2. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Sabemos a velocidade inicial?

    Ver solução explicada

    Resposta: Não.

    Não inventa condição inicial.

  3. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Se a massa fosse 3 kg com a mesma resultante, qual seria a aceleração?

    Ver solução explicada

    Resposta: 2 m/s² para a direita.

    Calcula 6/3.

  4. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Força resultante nula implica repouso?

    Ver solução explicada

    Resposta: Não; pode existir movimento retilíneo uniforme.

    Distingue aceleração nula de velocidade nula.

Alinhamento curricular e fontes

  • Interpretar movimentos em função da resultante das forças e resolver casos com a lei fundamental da dinâmica., página 7. Objetivo oficial parafraseado: Interpretar movimentos em função da resultante das forças e resolver casos com a lei fundamental da dinâmica.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · fisica-quimica-a · 11-ano