Peso (físico)

Este artigo explica o significado do peso na física. Lá você encontrará a definição de peso, como é calculado o peso de um objeto e qual a diferença entre peso e massa. Por fim, você pode treinar com exercícios de musculação passo a passo.

O que é peso na física?

Na física, o peso de um corpo é a força gravitacional que atua sobre esse corpo. Em geral, o conceito de peso refere-se à força da gravidade que a Terra exerce sobre um determinado objeto, mas também pode referir-se à de qualquer outro planeta.

Então, como o peso é uma força, ele é um vetor com módulo, direção, sentido e ponto de aplicação. A seguir veremos como encontrar o valor do peso, mas a direção será sempre vertical, a direção será para baixo e o ponto de aplicação corresponderá ao centro de gravidade do corpo.

Como você pode ver, em física devemos distinguir entre peso e massa , porque o significado desses dois termos é mal utilizado na vida cotidiana. Abaixo você explicou em detalhes as diferenças entre peso e massa de um corpo.

O símbolo do peso na física é a letra P, portanto a seta que representa a força do peso de um corpo é indicada colocando a letra P ao lado dela.

Por se tratar de uma força, a unidade de medida do peso é o newton e é expressa pela letra N. Por exemplo, o peso de uma pessoa de 50 kg é de aproximadamente 490 N.

Como calcular o peso em física

Na física, a fórmula do peso de um corpo é igual à massa desse corpo multiplicada pela gravidade da estrela que exerce a força gravitacional. Portanto, para calcular a força peso com que um planeta atrai um corpo, a massa do corpo deve ser multiplicada pela gravidade do planeta.

Portanto, a fórmula usada para calcular o peso de um objeto é:

Tenha em mente que a gravidade na Terra é 9,81 m/ ^s2 .

Para demonstrar a fórmula da força do peso, partiremos da expressão algébrica que nos permite calcular a força gravitacional exercida por qualquer corpo sobre qualquer outro corpo:

Porém, a fórmula da gravidade é precisamente a constante gravitacional universal (G) multiplicada pela massa do corpo celeste (M) dividida pelo quadrado da distância entre o centro do corpo celeste e sua superfície (r ² ):

Assim, substituindo uma expressão por outra, chegamos à fórmula do peso:

Diferença entre peso e massa

Peso e massa são dois conceitos diferentes em física. Massa é a quantidade de matéria que um corpo possui e é medida em quilogramas (kg), enquanto peso é a força gravitacional que uma estrela exerce sobre um corpo e sua unidade de medida é o newton (N).

Por exemplo, uma pessoa que pesa 70 kg tem um peso na Terra de 686,7 N. No entanto, o peso desta mesma pessoa na Lua é de 113,4 N embora a sua massa permaneça a mesma.

Portanto, quando perguntamos “Quanto você pesa?” » Para saber a massa de alguém, deveríamos perguntar “Qual é a sua massa?” »

Outra diferença entre peso e massa é o instrumento necessário para medir a propriedade. O peso é medido em um dinamômetro, enquanto a massa é medida em uma balança.

Além disso, a massa é um número simples, mas o peso é um vetor porque é uma força. Assim, como qualquer vetor, o peso tem uma direção, um significado, uma magnitude e um ponto de aplicação.

Exercícios de peso resolvidos

Exercício 1

Calcule o peso na Terra de um objeto cuja massa é 45 kg. Use o valor g=9,81 m/s ² como a gravidade da Terra.

Para determinar o peso de um objeto, basta aplicar a fórmula correspondente, que é:

Agora substituímos os dados da massa do objeto e da gravidade da Terra na fórmula e calculamos o peso:

Exercício 2

O peso de um corpo na Terra é 650 N, qual é a massa equivalente desse peso em Marte? Fatos: A gravidade em Marte é de 3.721 m/s ² .

Para resolver este problema físico relativo ao peso, devemos utilizar a fórmula explicada acima:

Neste caso, sabemos o valor do peso e da gravidade e queremos saber a massa do corpo, então primeiro resolvemos a massa a partir da fórmula:

E, finalmente, substituímos os dados na fórmula para encontrar a massa de um peso de 650 N em Marte:

Exercício 3

Dado um corpo rígido com massa de 12 kg suspenso por duas cordas cujos ângulos são mostrados na figura a seguir, calcule a força que cada corda deve exercer para manter o corpo em equilíbrio.

A primeira coisa que precisamos fazer para resolver este tipo de problema é desenhar o diagrama de corpo livre da figura:

Observe que na verdade existem apenas três forças atuando sobre o corpo suspenso, a força do peso P e as tensões das cordas T ₁ e T ₂ . As forças representadas T _1x , T _1y , T _2x e T _2y são as componentes vetoriais de T ₁ e T ₂ respectivamente.

Assim, como conhecemos os ângulos de inclinação das cordas, podemos encontrar as expressões para as componentes vetoriais das forças de tração:

Por outro lado, podemos calcular a força do peso aplicando a fórmula da força gravitacional:

A definição do problema diz-nos que o corpo está em equilíbrio, portanto a soma das forças verticais e a soma das forças horizontais deve ser igual a zero. Portanto, podemos estabelecer as equações de força e defini-las iguais a zero:

Substituímos agora os componentes das tensões pelas suas expressões encontradas anteriormente:

E, por fim, resolvemos o sistema de equações para obter o valor das forças T ₁ e T ₂ :

Assim, o conjunto de forças que atuam em todo o sistema é:

A definição do problema diz-nos que o sistema de forças está em equilíbrio, portanto os dois corpos devem estar em equilíbrio. A partir dessas informações podemos propor as equações de equilíbrio dos dois corpos:

Agora aplicamos a fórmula da força gravitacional e simplificamos a equação:

Finalmente, substituímos os dados e resolvemos a massa do corpo 1: