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Uma aventura em pensamento
(
O peso)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Massa ¾ não depende do local
Já conceituamos massa. Uma propriedade geral da matéria, caracterizando sua inércia. Um corpo apresentará sempre o mesmo valor para sua massa, não importa sua situação ou local onde possa estar. Encontraremos sempre uma resistência para empurrar uma bola de ferro, tanto aqui na Terra sobre uma superfície bem lisa, como no espaço interestelar.

Matéria atrai matéria
Será a inércia (ou a massa) a única propriedade geral da matéria?

Não, e para atacarmos de frente mais uma delas, vamos mergulhar numa aventura em pensamento. Imaginar! Sempre é delicioso fechar os olhos e imaginar cenas e situações, por mais fantasiosas que sejam. Fechamos os olhos e nos imaginamos numa região tremendamente afastada de qualquer corpo, satélite, planeta ou estrela. Nesse espaço totalmente vazio, vamos colocar, em pensamento, uma grande esfera de aço.

Lá está ela (primeira figura) flutuando no nada. Tentamos empurrá-la... e sentimos uma resistência terrível... ela reluta em alterar a situação em que se encontra ... é sua inércia que se manifesta. Não há dúvida, essa esfera de ferro tem uma grande massa!

Ainda em pensamento, vamos acrescentar em nosso cenário uma outra esfera de ferro (segunda figura), menor que a primeira e bem distante uma da outra.

Estranho, a esfera pequena parece que está se movimentando, indo de encontro à esfera grande. A esfera grande parece que também começa a movimentar-se, porém bem mais lentamente que a pequena.

Que será que está acontecendo com essas esferas malucas?

Não há ninguém puxando uma de encontro à outra e no entanto não há dúvida, vai demorar um pouco, mas vai acabar batendo uma na outra!

Aí está pessoal, uma propriedade nova da matéria: Matéria atrai matéria!

Como é possível massa atrair massa?
Que natureza incrível e divertida é essa onde vivemos. Fechamos os olhos, imaginamos coisas fantásticas e ainda nos damos ao luxo de perguntar - como é possível isso que imaginamos!

O método dedutivo de Newton
É assim mesmo pessoal, acabamos de fazer aquilo que os cientistas chamam de método dedutivo. A partir de conceitos considerados perfeitamente válidos constroem-se, mentalmente, outros conceitos.

O primeiro cientista que fechou os olhos e mergulhou no mundo da fantasia para nos ensinar novas regras do jogo da Ciência foi o famoso físico inglês Isaac Newton (1642-1727). Sua hipótese primeira era essa: as massas atraem uma às outras.

Se uma das massas é a da Terra, e a outra massa é a do seu corpo, tanto a Terra atrai você de encontro a ela, como você atrai a Terra para de encontro a você. Como a inércia da Terra é brutalmente maior que a sua, graças a essa atração você é quem se dirigirá mais rapidamente para ela do que ela para você.

E assim nasceu a Gravitação Universal
A essa atração devida às massas, Newton batizou com o nome de Gravitação Universal e nós chamamos a atração da massa da Terra sobre a massa de nossos corpos de peso do corpo.

Mas, não vá pensar que o assunto gravitação termina por aqui. Há muita coisa pela frente!

Bravo, bravo, como é bom estudar ciência!

Uma regra nova no jogo da Ciência: peso de um corpo nada mais é que a atração gravitacional de uma massa sobre a outra. Você tem peso em relação à Terra (e a Terra tem peso em relação a você); a Terra tem peso em relação ao Sol (porque a massa do Sol atrai a massa da Terra) e o Sol tem peso em relação à Terra ( porque a massa da Terra também atrai a massa do Sol).

NOTA
Há sentido na pergunta, por exemplo, "qual é a massa da Lua?"; mas não faz sentido a pergunta crua, "qual é o peso da Lua?".

Você saberia explicar essa nota?

Em seu método dedutivo, Newton foi mais além, na formulação de sua gravitação universal. Afirmou ele, que essa atração entre duas massas, depende das duas massas e que diminui bastante quando a distância entre elas aumenta. O fato dessa atração depender das duas massas explica-se pelo número de partículas que cada uma das massas contém. Todas as partículas de um dos corpos (figura da direita, acima) atrai cada partícula do outro e vice-versa, de modo que em cada corpo, a atração total é soma das atrações em cada partícula separadamente.

Para simplificar: ainda que o peso de seu corpo em relação à Terra seja do mesmo tipo do peso da Terra em relação ao Sol, ambos resultados de atrações de massas, vamos restringir o termo peso para a atração do planeta sobre os corpos em sua superfície e vamos adotar o termo força gravitacional para traduzir ações entre massas do modo mais geral possível.

Peso de um corpo ¾ depende do local
Obviamente, para um dado planeta, peso de um corpo e força gravitacional do planeta sobre a massa desse corpo, serão sinônimos científicos.

Vamos grifar isso:

Aqui na Terra, quem tem maior massa, também terá maior peso.

Como você acabou de ver, massa e peso são conceitos totalmente distintos. Peso é uma força que aparece nos corpos indicando uma atração gravitacional entre massas. Desse modo, um corpo sempre terá massa [ e isso justifica porque a pergunta "qual é a massa da Lua?" faz sentido], não importa se está acompanhado ou isolado lá no espaço, mas poderá ter peso ou não, dependendo do fato de estar próximo de algum outro corpo (ou corpos) ou se está isolado [e isso justifica porque não tem sentido a pergunta 'crua': "qual é o peso da Lua?"; imediatamente alguém perguntará: em relação à Terra?, ao Sol?, aos dois em conjunto? Etc.].

É devido a esse fato que o peso não é uma propriedade geral da matéria (pois matéria isolada, sozinha, não tem peso!). Agora você estenderá perfeitamente a frase:

Um astronauta na Lua tem a mesma massa que tem quando está aqui na Terra, mas, seu peso na Lua é apenas 1/6 do peso que apresenta aqui na Terra.

Isso agora parece até óbvio, uma vez que a massa da Lua é bem menor que a massa da Terra (coisa de 81 vezes menor). Se um homem salta, na Terra, cerca de 60cm para cima, usando a força dos músculos de suas pernas, lá na Lua saltará cerca de 370cm ( três metros e setenta centímetros!).

Entretanto, se um dia o homem puder pousar na superfície do Sol, as coisas serão complicadas. Lá ele pesará cerca de 30 vezes mais que aqui na Terra, e sua força muscular será insuficiente até para poder levantar seu próprio braço. Um homem lá seria esmagado pelo seu próprio peso (se antes já não tivesse sido incinerado e reduzido a um tênue gás!).

Peso é uma força, porém nem toda força é um peso
Para esticar uma mola, você aplica forças em suas extremidades e sente que a mola também aplica forças em suas mãos, tentando aproximá-las novamente.

Quando você pendura um corpo numa das extremidades de uma mola, mantendo a outra fixa (aqui está a balança de mola), a mola estica um pouco, ela se deforma por causa do peso do corpo. Se você fizer esta mesma experiência, no fundo do poço de uma mina, ao nível do mar e no alto de uma montanha irá verificar que a mola apresentará três deformações diferentes, deixando bem evidente que o peso do corpo depende do local onde se encontra, coisa que não acontece com sua massa.

Forças, que nada têm a ver com o peso, podem aparecer nas mais variadas situações. Já sabemos até, que os gases exercem forças, em sua natural capacidade de querer cada vez mais e mais, expandirem-se.

Para se medir a intensidade das forças usamos as balanças de molas, cujo nome científico é dinamômetro (ilustração no quadro á direita, acima).


 

 

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