Peso

  Sabemos que ao abandonarmos os corpos de uma certa altura, eles simplesmente caem em movimento retilíneo e acelerado até atingirem o solo.

  Quando lançados obliquamente eles descrevem movimento curvilíneo e retardado até uma altura máxima e em seguida retornam ao solo em trajetória curvilínea, porém acelerado.

 

 

 

  Esses fatos mostram claramente que alguma força age sobre os corpos, independente de sua condição de movimento, atraindo-os sempre para a superfície da terra.

  No movimento de corpos celestes, constatamos que um astro sempre orbita em torno de outro sob a ação de uma força de atração.


  Nesses movimentos os corpos são constantemente acelerados (aceleração centrípeta) por uma força que é dirigida para o centro de curvatura da órbita.


  Como exemplo, podemos citar a rotação de um satélite artificial em torno da terra, ou da terra em torno do sol.

 

 

 

  Isaac Newton (1642 - 1727), num lance de inspiração propôs um modelo que trouxe à luz do conhecimento científico a primeira das interações fundamentais da natureza, denominada interação gravitacional.

  Segundo esse modelo, todo corpo possui a propriedade, de atrair para si outros corpos por intermédio de uma força de atração, denominada força gravitacional.

  Quando um corpo é abandonado ou lançado próximo à superfície da terra, a força gravitacional entre ele e a terra faz com que o corpo seja atraído em direção a terra.

 

 

Além da inércia, todo corpo possui a propriedade de interagir à distância com outros corpos por intermédio de uma força de atração, denominada força gravitacional.

 

  Newton também percebeu que a força que atrai os corpos para a terra tem a mesma natureza da força que mantém a lua girando em torno da terra ou os planetas girando em torno do sol.
 

 

 

  Apesar de estarmos sendo constantemente atraídos por corpos que estão ao nosso redor, só conseguimos percebê-la quando a massa de pelo menos um dos corpos envolvidos é muito grande, como é o caso da atração gravitacional entre os corpos celestes ou a atração gravitacional de um corpo próximo à superfície de um astro, como a terra, que possui a massa de 1,99x1030Kg.

 

 

  Newton também provou, através do cálculo infinitesimal (criado independentemente por ele e Leibnitz), que quando um corpo apresenta simetria esférica, como os planetas e as estrelas, essa atração é direcionada para o centro do astro.

  Quando a atração ocorre entre um corpo próximo à superfície de um astro, damos à força de atração gravitacional o nome de peso.

O peso é uma força, e como tal obedece às leis de Newton.

Com base na 2ª lei de Newton, podemos escrever:


onde
  representa a força peso do corpo
a aceleração com que o corpo é atraído para a superfície do astro
  m    é a massa do corpo que está sendo atraído

 

Em função da simetria esférica dos astros, todos os corpos próximos à superfície destes são atraídos em direção ao seu centro.

 


Uma característica interessante com relação ao peso é que ele varia em função da latitude e da altitude. Em altitude já era previsto, já que o efeito da força universal de atração gravitacional diminui à medida que os corpos se afastam.

  Abaixo apresentamos a intensidade da aceleração de atração gravitacional em função da altitude na terra.

 

 

Altitude (km)

Gravidade (m/s2)
0 9,83
5 9,81
10 9,80
50 9,68
100 9,53
400 * 8,70
35.700 ** 0,225
380.000 *** 0,0027

 
*      - Altitude característica dos ônibus espaciais
**    - Altitude dos satélites de comunicação
***  - Distância Terra / Lua

  A variação em latitude é conseqüência da terra não apresentar simetria totalmente esférica, tendo o formato de elipsóide, achatado nos pólos e dilatado no equador, como mostra a animação abaixo.

 

Latitude g (m/s2)
9,78
20º 9,79
40º 9,80
45º 9,81
60º 9,82
80º 9,83
90º 9,83

 Outros fatores tais como a rotação da terra e distribuição não uniforme de massa influem na aceleração com que os corpos caem.

  À latitude de 45º e ao nível do mar a intensidade da gravidade terrestre é de 9,80665m/s2.

Abaixo, são apresentadas as intensidades das acelerações gravitacionais próximo à superfície de alguns astros:

 

Astro g (m/s2)
Estrela de nêutrons 1372 x109
Anã branca 1275 X 104
Sol 274
Júpiter 22,9
Netuno 11,0
Terra 9,8
Saturno 9,05
Vênus 8,60
Urano 7,77
Mercúrio 3,78
Marte 3,72
Lua 1,67
Plutão 0,5
 

 

Unidades de Peso

  Sendo o peso uma força, sua unidade no Sistema Internacional (SI), é o Newton (N).
  Uma unidade de peso muito utilizada, principalmente em engenharia é o quilograma-força (Kgf).

  Um quilograma-força é definido como sendo a força equivalente a intensidade do peso de 1 Kg numa região onde a gravidade é de 9,80665m/s2.

 

  Assim, 1Kgf equivale a aproximadamente 9,8N.

Quando alguém expressa erroneamente a frase:

"estou pesando 70kg",

está na verdade querendo dizer 70Kgf, o que corresponde a aproximadamente 700N.

 

 

Exercícios de fixação

1) Qual o seu peso de uma pessoa de 60kg, considerando a aceleração da gravidade igual a 9,8m/s2?


Resposta
Dados
g = 9,8m/s2
m = 60kg
 

  Conhecendo-se o valor da gravidade local, a intensidade do peso de um corpo é calculado pela expressão:

P = m . g

 

Assim,

P = 60 x 9,8

P = 588N