Compreender e avaliar a relação entre força resultante atuando em uma partícula e a aceleração que ela adquire em função de sua massa inercial.

        Conhecimentos de unidades fundamentais do SI, grandezas escalares e vetoriais, operação com vetores, velocidade e aceleração.

        Sugerimos que o professor inicialmente mostre uma situação em que um objeto em repouso deve ser colocado em movimento como nas figuras abaixo.

         Após apresentar figuras como as que se encontram abaixo ou outras semelhantes, pergunte aos alunos: se um caixote se encontra apoiado no piso de uma sala e você necessita movê-lo, que atitude você tomará para resolver essa situação?

         A resposta parece óbvia, puxar ou empurrar o caixote, eles deverão responder quase unanimemente. Neste momento o professor então deve falar do conceito intuitivo de força; as ilustrações a seguir facilitam estas explicações, o professor pode utilizá-las e/ou apresentar outras figuras similares.

http://www.cepa.if.usp.br/e-fisica/imagens/mecanica/universitario/cap10/segundalei10.gif  

http://equipe-sete.nireblog.com/blogs3/equipe-sete/files/varias_pessoas_empurrando_carro.jpg 

Após mostrar o que ocorre em cada um dos casos o professor deverá pedir aos alunos para calcular o quociente entre a força aplicada e a aceleração adquirida em cada uma das 4 situações ilustradas na Figura 01.

           Pedir para eles compararem os valores obtidos.  Obviamente não terão dificuldade em perceber que: F/a = 2F/2 = 3F/3a = 4F/4a = constante.

            Depois poderá atribuir um valor qualquer para F e para a, e pedir para encontrar o valor da constante. Por exemplo, fazer F = 2 N e a = 1m/s2.

           Explicar então, que o valor obtido corresponde a massa m do bloco e que a unidade correspondente é o quilograma. 1 kg = 1N/m/s2, e a expressão geral é: m = F/a , que consiste na equação da segunda lei de Newton. Lembrar que o kg é a unidade padrão de massa no Sistema Internacional (SI).

         O professor deve reforçar que esta lei normalmente é apresentada na sua forma mais familiar nos textos de Física para o ensino médio: (F = m.a), assim expressa:  a força resultante que atua em uma partícula de massa m é igual ao produto da massa da partícula pela aceleração por ela adquirida. O Newton (N) é a unidade de força no SI (1N = 1kg.1m/s2). É essencialmente importante que o professor enfatize que a força que aparece na expressão da segunda lei de Newton é a força resultante, ou seja, a soma vetorial de todas as forças que atuam na partícula ou no corpo.

           Com essas informações o professor deve pedir aos alunos que resolvam alguns exercícios simples, de aplicação da fórmula da 2ª Lei de Newton, com o objetivo de maior fixação do conteúdo.

           Perguntar por exemplo; Qual deverá ser a força resultante atuando num carro de 1 tonelada para que ele adquira uma aceleração de 1,0 m/s2?

           Pergunte também para os alunos; devido ao atrito do solo com os pneus, um carro consegue fazer uma curva numa estrada plana. Num movimento circular e uniforme qual é a força resultante no móvel uma vez que sua velocidade tem de módulo constante?

         Sugerimos também que o professor para melhor fixação do conteúdo e para aguçar a atenção dos alunos mostre para eles os vídeos, disponível na internet nos seguintes endereços abaixo:

Vídeo sobre as leis de Newton: (8 min e 5 s).

Novo Telecurso segundo grau – aula 08(1 de2)

http://www.youtube.com/watch?v=2obvEcYz7kg 

  Vídeo sobre segunda e terceira leis de Newton: (6 min e 48 s).

 Novo Telecurso – Ensino Médio – aula 08 (2 de 2)

http://www.youtube.com/watch?v=eNSdwO2MXxg&NR=1 

             Peça aos alunos para que em grupo ou individualmente, escrevam 3 exemplos vivenciados no cotidiano onde pode ser interpretada a evidência da segunda lei de Newton.

             Discuta com a turma e critique cientificamente alguns exemplos por eles elaborados.