Simulador da Segunda Lei de Newton (F=ma)

O peso (mg) e a força normal (N) são iguais e opostos aqui, o que torna tentador chamá-los de um par da terceira lei de Newton — mas não são. Um par da terceira lei precisa atuar sobre dois objetos *diferentes*, e essas duas forças atuam sobre o mesmo bloco. Os pares reais são: a Terra puxa o bloco para baixo / o bloco puxa a Terra para cima (gravidade, nos dois sentidos), e o bloco empurra a superfície para baixo / a superfície empurra o bloco de volta para cima — essa segunda força é o N que você vê aqui. N só é igual a mg porque o bloco não está acelerando verticalmente; incline a superfície ou coloque o bloco em um elevador acelerando, e N muda enquanto mg permanece o mesmo. Essa confusão exata é um dos equívocos mais bem documentados na mecânica introdutória.

A segunda lei de Newton, F=ma, trata na verdade da força resultante — todo o resto se cancela. Quando você empurra este bloco, parte do seu empurrão é consumida pelo atrito; só o que sobra produz a aceleração. Por isso um empurrão de 10 N num bloco de 2 kg dá a = 5 m/s² sem atrito, mas menos assim que o atrito fica com a sua parte. Dobre a massa e a mesma força resultante dá metade da aceleração.

A equação estampada nesta ferramenta não é bem a de Newton. Nos Principia (1687) ele enunciou a segunda lei em palavras, em termos de quantidade de movimento: a variação da quantidade de movimento de um corpo é proporcional à força aplicada. A forma algébrica limpa F = ma veio depois — costuma ser atribuída a Leonhard Euler por volta de 1752. Com massa constante as duas coincidem, mas é a versão em quantidade de movimento (F = dp/dt) que sobrevive na relatividade e em foguetes que queimam o combustível.