O documento discute as diferenças entre massa e peso, apresentando a fórmula matemática que relaciona os dois conceitos. Também explica como a aceleração da gravidade na Terra e na Lua pode ser calculada usando essa fórmula e valores do campo gravitacional nesses corpos celestes. Por fim, exemplifica cálculos de peso em diferentes planetas variando a massa ou o campo gravitacional.
2. PESO E A MASSA DE UM CORPO
Geralmente os conceitos de massa e peso são usados como um
sinônimo do outro. Embora sejam grandezas relacionadas, elas
são bem distintas entre si. O peso é uma força (força
gravitacional com que um corpo atrai outro ), e a massa é um
propriedade dos corpos (quantidade de matéria de que o corpo é
constituído).
3. P=m.g
Nessa expressão temos:
P=força- peso(peso) dada em Newton(N)
m=massa do corpo dada em Quilograma(Kg).
g=campo gravitacional(gravidade) dado por N/Kg.
RELAÇÃO MATEMÁTICA PESO E MASSA
4. Chama-se de queda livre o que ocorre quando um corpo é largado,
a partir do repouso, nas proximidades da superfície da Terra. Esse
corpo fica sujeito apena à ação do seu próprio peso, ou seja, da
força da gravidade.
Matematicamente temos que: R=P
Sabendo que: R=m.a e P=m.g
Igualando as expressões m.a=m.g
Cancelando as massas(m) temos, a=g
Essa relação no permite concluir que um corpo em queda livre
adquire aceleração numericamente igual ao valor do campo
gravitacional. Assim é bastante comum chamar o campo
gravitacional(g) de aceleração da gravidade.
A ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE
5. Qual é o peso na Terra de uma pessoa que tem uma massa de
50Kg, sabendo que o valor do campo gravitacional na Terra é
aproximadamente 9,8 N/Kg?
P=m . g
P=50 . 9,8
P=490N
EXEMPLO 01
6. Qual é o peso na Lua de uma pessoa que tem uma massa de 50Kg,
sabendo que o valor do campo gravitacional na Lua é
aproximadamente 1,6 N/Kg?
P=m . g
P=50 . 1,6
P=80N
EXEMPLO 02
7. Qual é o peso, na Lua, de um astronauta que na Terra pesa 800N?
Considerando que o campo gravitacional na Terra é 10N/Kg e na
Lua é aproximadamente 1,6 N/Kg?
Pterra=m . g
800=m . 10
m=800/10
m=80Kg
Plua=m.g =80.1,6 =128N
EXEMPLO 03
8. A força gravitacional(peso) é uma força de atração
entre dois corpos, mesmo quando estes estão muito
distantes entre si.
Todos os corpos(planetas) do Sistema solar interagem
por meio de força gravitacionais que estão
relacionadas com suas massas e com as distâncias
que os separam. É essa força que mantém os corpos
celestes em suas órbitas.
Com base nos conhecimentos sobre queda livre
propostos por Galileu na Teoria planetária proposta
pelo astrônomo Johannes Kepler, Isaac Newton
desenvolveu a lei da gravitação universal.
O SISTEMA SOLAR E A LEI DA GRAVITAÇÃO
UNIVERSAL
9. Lei da Gravitação Universal
“Dois corpos atraem um ao outro com forças
iguais e opostas. A intensidade da força de
atração gravitacional entre dois corpos celestes
é diretamente proporcional ao produto suas
massas e inversamente proporcional ao
quadrado da distância que os separa.”
Obviamentea força de atração gravitacional é
fruto da interação entre quaisquer corpos, não
apenas corpos celestes.
10. Lei da Gravitação Universal
A G não depende do meio em estão os corpos.
Se os pontos materiais forem esferas idênticas – A
distância é entre seus centros.
Para corpos pequenos, a atração gravitacional entre
suas massas é desprezível.
𝑭 𝑮 = 𝑮.
𝑴 𝟏. 𝑴 𝟐
𝒅 𝟐
𝑀1 𝑒 𝑀2: 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑠 𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠
𝑑: 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜𝑠
𝐹𝐺 : 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙
𝐺: 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙
11. 01-Um astronauta tem massa de 80Kg na Terra. Qual é o peso
dele:
a)em Mercúrio(g=3,6N/Kg);
b)em Vênus(g=8,5N/Kg);
c)na Terra(g=9,8N/Kg);
d)em Marte(g=3,7N/Kg);
e)em Júpiter(g=23,5N/Kg);
f)em Saturno(g=9,5N/Kg);
g)em Urano(g=9,8N/Kg);
h)em Netuno(g=13,7N/Kg);
i)em Plutão(g=0,04N/Kg);
j)na Lua(g=1,6N/Kg);
ATIVIDADES 07
13. Galileu Galilei(1564-1642)
Estudando o movimento dos corpos,
descobriu através de experimentos
que um corpo que se move,
continuará em movimento a menos
que uma força seja aplicada e que o
force a parar.
14. Galileu Galilei
Universo organizado;
Contra Terra estacionária;
O primeiro a usar uma luneta para
observar o céu;
Observação Sol e Lua;
Descobriu os Satélites Galileanos
(luas de Júpter);
Fases de Vênus;
Galileu não foi morto pela inquisição.
15. Johannes Kepler(1571-1630)
Johannes Kepler começou como
assistente de Tycho Brahe, que foi um
famoso astrônomo dinamarquês.
Quando Tycho morreu, Kepler "herdou"
seu posto e seus dados passados por
Galileu (Órbitas elípticas).
Analisando por 20 anos os dados obtidos
por Tycho, Kepler formulou as três leis
do movimento planetário e observou
pessoalmente que os satélites obedecem
essas leis.
16. Leis de Kepler
Descrevem os movimentos dos
planetas de nosso sistema solar –
Sol como referencial.
As Leis também servem para
qualquer corpo que gravite em
torno de outro cuja massa seja bem
maior:
Satélites artificiais.
Cargas elétricas.
17. Isaac Newton(1642-1727)
Sessenta anos depois, o físico e
matemático inglês, foi quem deu uma
explicação completa ao movimento e à
forma como as forças atuam. A
descrição está contida nas suas 3 leis.
[...]
Responsável pela síntese das ideias
sobre movimentos terrestres e
celestes.
Ele disse:
"Se enxerguei longe é porque subi em
ombros de gigantes"
18. Isaac Newton
Ele explicou o movimento os
planetas em torno do Sol, assumindo
a hipótese de uma força dirigida ao
Sol, que produz uma aceleração que
força a velocidade do planeta a
mudar de direção continuamente.
Considerando o movimento da Lua e
as Leis de Kepler, Newton descobriu
a Lei da Gravitação Universal.
19. UBESCO, João. Companhia das Ciências 9º
ano. -4ª ed.- São Paulo: Saraiva, 2015.
Referencias