Força Peso é a força gravitacional de um corpo que tem caráter exclusivamente atrativo. Pode ser chamada de força gravitacional ou apenas de peso. No artigo a seguir iremos explicar o conceito, a fórmula e dar alguns exemplos.
Recebe o nome de força peso de um corpo, a força gravitacional exclusivamente atrativa resultante de um segundo corpo. Esse outro corpo possui grande massa como o Sol, a Lua e a Terra, por exemplo.
Segundo a lei da gravitação universal, dois corpos que possuem massa se atraem com uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. A força peso é o mesmo que força gravitacional e peso. Contudo, é essencial evitar confundir os conceitos de peso e massa, confira abaixo:
Na Física, peso é uma força oriunda da atração gravitacional entre dois corpos formados de massa. Podemos calcular o peso através da multiplicação entre a massa de um desses corpos (medida em kg) e a aceleração da gravidade local (m/s2).
A massa de um corpo permanece a mesma enquanto ele se desloca entre dois pontos com diferentes gravidades. No entanto, o seu peso muda. Um objeto que pesa 10 kg na Terra, cuja gravidade é de cerca de 9,8 m/s², terá peso de 98 N. Já na Lua, que possui gravidade de 1,6 m/s², o peso desse corpo será de apenas 16 N.
Para calcular a força peso podemos utilizar a seguinte fórmula:
P = mg
Onde:
Por ser uma força, o peso é vetorial. Essa força sempre aponta para o centro da Terra e é ela quem nos mantêm presos à superfície. O Sol, de forma semelhante, também atrai a Terra em direção ao seu centro. Sendo assim, o Sol exerce uma força peso sobre o planeta.
A grande velocidade na qual a Terra orbita o Sol é o que impede que nosso planeta caia em direção à estrela. Lembrando que essa é uma força que aponta sempre para o centro da trajetória. Então a força gravitacional que o Sol exerce sobre a Terra não é capaz de alterar o módulo da velocidade de translação, apenas seu sentido.
A terceira lei de Newton nos diz que:
Esse conceito, aplicado ao contexto de peso, indica que a força que a Terra faz sobre nós para baixo é feita sobre a Terra para cima. A Terra é capaz de nos puxar em direção ao seu centro e nós também exercemos sobre ela uma força de mesma intensidade, mas em sentido oposto.
Sabe por que caímos em direção a Terra e não o contrário? Por causa da inércia, a massa do planeta é muito maior do que as nossas massas. Então a tendência da Terra permanecer em repouso é muito superior. Assim a aceleração adquirida por ela, devido a força peso exercida por nós é muito pequena, quase nula.
É relativamente comum que força normal e força peso sejam confundidas como se fossem um par de ação e reação. Contudo, essas forças agem sobre o mesmo corpo e devido a isso violam a condição da terceira lei de Newton.
A força normal é uma força de reação à compressão exercida sobre uma superfície e não a força peso.
O trabalho realizado por uma força mede a quantidade de energia transferida entre dois ou mais corpos. Confira a fórmula usada para calcular o trabalho da força peso:
= Pdcos
Onde:
Essa fórmula nos indica que a quantidade de trabalho exercida pela força peso depende da intensidade dessa força multiplicada:
Exemplos
Se a força peso e o deslocamento formam um ângulo de 0°, então a força peso será positiva. Isto é, o trabalho da força peso irá produzir um aumento de energia cinética. Assim como quando um objeto cai em direção ao centro da Terra.
O deslocamento e a força peso, nesse caso, são opostos. Podemos exemplificar como quando jogamos um objeto para cima, na Terra. Ao fazer isso, o corpo perde energia cinética uma vez que o trabalho é negativo. O cosseno de 180° é equivalente a -1.
O cosseno de 90° é 0 e isso indica que a força peso não realiza trabalho em direções perpendiculares a ela. Um exemplo é quando fazemos uma caminhada na horizontal. O peso do corpo não produzirá alteração na sua energia cinética.
A gravitação universal é uma das leis de Newton e segundo ela:
Essa lei também indica que a força atrativa entre os corpos é proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa. Confira a fórmula da gravitação universal:
FG = GMmr2 P = mg → g = GMmr2
Onde:
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