Massa

parecerá sofrer um desvio para oeste (Fig. 5-2b). Essa deflexão aparente não é causada por uma força, como exigem as leis de Newton, mas pelo fato de que observamos o disco a partir de um referencial em rotação. Nessa situação, o solo é um referencial não inercial, e a tentativa de explicar o desvio como se fosse causado por uma força nos leva a uma força fictícia. Um exemplo mais comum de força fictícia é o que acontece com os passageiros de um carro que acelera bruscamente; eles têm a impressão de que uma força os empurra para trás.

Neste livro, supomos quase sempre que o solo é um referencial inercial e que

as forças e acelerações são medidas nesse referencial. Quando as medidas são executadas em um referencial não inercial, como, por exemplo, um veículo acelerado em relação ao solo, os resultados podem ser surpreendentes.

Teste 1

Quais dos seis arranjos da figura mostram corretamente a soma

vetorial das forças e para obter um terceiro vetor, que 2 2

representa a força resultante ? res

Massa

A experiência nos diz que a mesma força produz acelerações de módulos diferentes em corpos diferentes, como uma bola de futebol e uma bola de boliche. A explicação popular está correta: o objeto de menor massa é mais acelerado. Entretanto, podemos ser mais precisos: a aceleração é inversamente proporcional à massa (e não, digamos, inversamente proporcional ao quadrado da massa).

Podemos explicar como medir a massa imaginando uma série de

experimentos em um referencial inercial. No primeiro experimento, exercemos

uma força sobre um corpo-padrão, cuja massa m é definida como 1,0 kg. 0

Vamos supor, então, que o corpo-padrão sofra uma aceleração de 1,0 m/s2. Podemos dizer, portanto, que a força que atua sobre esse corpo é 1,0 N.

Em seguida, aplicamos a mesma força (precisaríamos nos certificar, de

alguma forma, de que a força é a mesma) a um segundo corpo, o corpo X, cuja massa não é conhecida. Suponha que descobrimos que esse corpo sofre uma aceleração de 0,25 m/s2. Sabemos que uma bola de futebol, que possui uma massa menor, adquire uma aceleração maior que uma bola de boliche, quando a mesma força (chute) é aplicada a ambas. Vamos fazer a seguinte conjectura: a razão entre as massas de dois corpos é igual ao inverso da razão entre as acelerações que adquirem quando são submetidos à mesma força. Para o corpo X e o corpo-padrão, isso significa que

Explicitando m , obtemos X

Nossa conjectura será útil, evidentemente, apenas se continuar a ser válida

quando a força aplicada assumir outros valores. Por exemplo: quando aplicamos uma força de 8,0 N a um corpo-padrão, obtemos uma aceleração de 8,0 m/s2. Quando a força de 8,0 N é aplicada ao corpo X, obtemos uma aceleração de 2,0 m/s2. Nossa conjectura nos dá, portanto,

o que é compatível com o primeiro experimento.

Muitos experimentos que fornecem resultados semelhantes indicam que

nossa conjectura é uma forma confiável de atribuir massa a um dado corpo.