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A gravidade é umas das forças fundamentais da Física. Seu aspecto mais importante é que ela é universal: todos os corpos possuem uma força gravitacional que atrai outros corpos a eles. [1] X Fonte de pesquisa A força gravitacional que age sobre qualquer corpo independe das massas de ambos os corpos e das distâncias entre eles. [2] X Fonte de pesquisa
Passos
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Defina a equação para a força da gravidade que atrai um corpo, F grav = (Gm 1 m 2 )/d 2 . [3] X Fonte de pesquisa Para poder calcular de forma correta a força gravitacional de um corpo, a equação leva em conta a massa de ambos os corpos e a distância entre eles. As variáveis são definidas a seguir:
- F grav é a força da gravidade.
- G é a constante gravitacional universal 6,673 x 10 -11 Nm 2 /kg 2 [4] X Fonte de pesquisa .
- m 1 é a massa do primeiro corpo.
- m 2 é a massa do segundo corpo.
- d é a distância do centro dos dois corpos.
- Às vezes, você vai ver a letras r em vez da letra d . Ambos os símbolos representam a distância entre os corpos.
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Use as unidades de medidas próprias. Para essa equação específica, é preciso usar o sistema métrico. As massas dos corpos precisam estar em quilogramas (kg) e a distância em metros (m). Você precisa converter essas unidades antes de continuar com o cálculo.
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Determine a massa do corpo em questão. Para corpos menores, você pode pesá-los em uma balança para descobrir o peso em quilogramas (kg). Para corpos maiores, é preciso conferir uma tabela de pesos aproximados na internet. Em exercícios de Física, a massa do corpo geralmente é fornecida no enunciado.
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Meça a distância entre os dois corpos. Se estiver tentando calcular a força da gravidade entre um corpo e a Terra, você precisa determinar a distância do corpo até o centro dela. [5] X Fonte de pesquisa
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Resolva a equação. Após definir as variáveis da equação, você pode montar e resolvê-la. Lembre-se de que todas as unidades precisam estar no sistema métrico e na escala correta. A massa deve estar em quilogramas e a distância, em metros. Resolva a equação usando a ordem correta das operações.
- Por exemplo: determine a força da gravidade de uma pessoa de 68 kg na superfície da Terra. A massa da Terra é de 5,98 x 10 24 kg. [8] X Fonte de pesquisa
- Lembre-se de usar as variáveis nas unidades corretas m 1 = 5,98 x 10 24 kg, m 2 = 68 kg, G = 6,673 x 10 -11 Nm 2 /kg 2 , e d = 6,38 x 10 6 m.
- Escreva a equação: F grav = (Gm 1 m 2 )/d 2 = [(6,67 x 10 -11 ) x 68 x (5,98 x 10 24 )]/(6,38 x 10 6 ) 2 .
- Multiplique as massas dos dois corpos juntos. 68 x (5,98 x 10 24 ) = 4,06 x 10 26 .
- Multiplique o produto de m 1 e m 2 pela constante gravitacional G (4,06 x 10 26 ) x (6,67 x 10 -11 ) = 2,708 x 10 16 .
- Eleve a distância entre os dois corpos ao quadrado: (6,38 x 10 6 ) 2 = 4,07 x 10 13 .
- Divida o produto de G x m 1 x m 2 pela distância quadrada para encontrar a força gravitacional em Newtons (N). 2,708 x 10 16 /4,07 x 10 13 = 665 N.
- A força da gravidade é de 665 N.
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Entenda a Segunda Lei de Newton, F = ma . De acordo com a segunda Lei de Newton: "A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida". [9] X Fonte de pesquisa Em outras palavras, se uma força atua sobre um corpo que é maior do que as forças que atuam na direção oposta, o corpo vai acelerar na direção da força maior.
- Essa fórmula pode ser resumida pela equação F = ma , onde F é a força, m é a massa do corpo e a é a aceleração.
- Com o uso dessa lei, é possível calcular a força da gravidade de qualquer corpo na superfície da Terra usando a aceleração da gravidade conhecida.
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Conheça a aceleração da gravidade da Terra. Na Terra, a força da gravidade dos corpos faz com que os corpos acelerem a uma taxa de 9,8 m/s 2 . Na superfície terrestre, podemos usar a equação simplificada F grav = mg para calcular a força da gravidade.
- Se quiser uma aproximação da força mais exata, você ainda pode usar a fórmula F grav = (GM Terra m)/d 2 para determinar a força da gravidade.
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Use as unidades de medidas próprias. Para essa equação específica, é preciso usar o sistema métrico. A massa dos corpos precisa estar em quilogramas (kg) e a aceleração, em metros por segundo ao quadrado (m/s 2 ). Você precisa converter essas unidades antes de continuar com o cálculo.
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Determine a massa do corpo em questão. Para corpos menores, você pode pesá-los em uma balança para descobrir o peso em quilogramas (kg). Para corpos maiores, você vai precisar conferir uma tabela de pesos aproximados na internet. Em exercícios de física, a massa do corpo geralmente é fornecida no enunciado.
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Resolva a equação. Após definir as variáveis da equação, você pode montar e resolvê-la. Lembre-se de que todas as unidades precisam estar no sistema métrico e na escala correta. A massa deve estar em quilogramas e a distância, em metros. Resolva a equação usando a ordem correta das operações.
- Vamos usar a mesma equação acima e ver o nível de aproximação. Descubra a força da gravidade de uma pessoa de 68 kg na superfície da Terra.
- Lembre-se de usar as variáveis nas unidades corretas: m = 68 kg, g = 9,8 m/s 2 .
- Escreva a equação: F grav = mg = 68*9,8 = 666 N.
- Usando a fórmula F = mg a força da gravidade é de 666 N. Usando uma equação mais exata, o resultado é de 665 N. Como você pode ver, esses valores são praticamente idênticos.
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Dicas
- Estas duas fórmulas deverão dar o mesmo resultado, mas a fórmula mais curta é mais simples de usar ao trabalhar com corpos na superfície do planeta.
- Use a primeira fórmula caso você não saiba a aceleração da gravidade do planeta ou se você estiver tentando encontrar a força da gravidade entre dois corpos muito grandes, como a Lua e um planeta.
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Referências
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/Newton-s-Law-of-Universal-Gravitation
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/Newton-s-Law-of-Universal-Gravitation
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/Newton-s-Law-of-Universal-Gravitation
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/Newton-s-Law-of-Universal-Gravitation
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/The-Value-of-g
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/The-Value-of-g
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/The-Value-of-g
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circles/Lesson-3/The-Value-of-g
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-3/Newton-s-Second-Law
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