Física - A segunda lei de Newton

A segunda lei de Newton

Objetivos

1) Definir o conceito de força ;

2) Definir o que é força resultante e como determiná-la através da soma vetorial;

3) Mostrar a relação existente entre força e aceleração e desse modo enunciar a segunda lei de Newton.

Ponto de partida

Leitura do artigo As Leis de Newton, que se encontra no site Educação do UOL.

Estratégias

1) Faça uma pequena introdução falando sobre a aceleração dos corpos. É importante que os alunos percebam que, para uma aceleração existir, é necessário um puxão ou um empurrão, e que isso só pode ser obtido através da aplicação de uma força;

2) Mostre que a força pode ser classificada como força de campo e como força de contato. Dê exemplos de forças que se encaixam nessa classificação;

3) Mostre como uma força pode ser medida. Fale sobre a diferença entre um dinamômetro e uma balança de pratos. Enfatize o que cada um desses instrumentos de medida é capaz de medir;

4) Introduza o conceito de força resultante. Enfatize o fato de que é muito difícil encontrar, no dia-a-dia, um corpo em que esteja aplicada uma única força;

5) Mostre que, quando temos uma força resultante diferente de zero, a conseqüência é uma aceleração resultante. Deixe evidente que existe uma relação de proporcionalidade entre força resultante e aceleração;

6) Enuncie a segunda lei do Movimento de Newton, faça o gráfico de força resultante pela aceleração. Nesse gráfico assinale a relação de proporcionalidade das duas grandezas e mostre que a inclinação da reta está relacionada com a massa do corpo.

Atividades

Resolva no máximo três exercícios como exemplo. Uma sugestão é um exercício para a determinação da força resultante por soma vetorial, um exercício sobre a segunda lei de Newton e um terceiro exercício que tenha a soma vetorial junto com a segunda lei de Newton.

Esse terceiro exercício é importante, pois mostra que, de fato, a força que aparece na equação da segunda lei é a força resultante. Em seguida passe alguns exercícios para os alunos. Esses exercícios poderão ser resolvidos em grupo ou individualmente. É importante dar algumas dicas enquanto eles resolvem esses exercícios, principalmente no que se refere à interpretação dos enunciados.

Sugestões

1) Se possível, leve um dinamômetro para a sala de aula. Mostre que muitas das balanças que usamos no cotidiano, para a medição de massa, são na verdade dinamômetros, pois funcionam por compressão ou distensão de molas;

2) Se você dispuser de duas aulas para esse assunto, aproveite para ensinar a soma de vetores utilizando o vetor força. É muito difícil, para os alunos, entender o que é ou para que serve um vetor sem que esse esteja associado a uma grandeza física vetorial, e a força é uma grandeza de simples visualização;

3) Esse roteiro mostra uma maneira de ensinar a segunda lei de Newton antes da primeira lei. Se você optar por essa sugestão, quando for ensinar a primeira lei fale, em primeiro lugar, sobre a força resultante igual a zero e que nesse caso a aceleração também é igual a zero. A partir daí defina o que é equilíbrio, em seguida fale sobre inércia, o conceito de massa e finalmente enuncie a primeira lei de Newton. Esse procedimento está detalhado no plano de aula da Lei da Inércia;

4) Existe um site, há vários anos on-line, que oferece diversas simulações de experimentos de física usando a linguagem JAVA. Dentre esses experimentos existe um de soma vetorial e outro sobre a segunda lei. Se a unidade escolar onde você trabalha tiver uma sala de informática, vale a pena usá-lo em aula. Clique para acessar o menu com todas as simulações, é.