Considerando "g" o valor do campo gravitacional da terra próximo à superfície

RKA5MP - O que eu quero fazer nesse vídeo é pensar sobre as duas formas diferentes de interpretar o "g" minúsculo, como já falamos antes. Muitos livros didáticos irão fornecer ou valor de 9,81 m/s² para baixo, ou em direção ao centro da Terra, ou, às vezes, é fornecido com uma quantidade negativa, representando a direção, que é essencialmente para baixo, então, -9,81 m/s². E, provavelmente, essa é a forma mais típica de interpretar esse valor como aceleração. Então, vou escrever. A aceleração causada pela gravidade próxima à superfície da Terra para um objeto em queda livre, para um objeto em queda livre, e o motivo pelo qual estou frisando essa última parte é que nós conhecemos muitos objetos próximos à superfície da Terra que não se encontram em queda livre. Por exemplo, agora mesmo, eu me encontro próximo à superfície da Terra e não estou em queda livre. O que está acontecendo comigo agora é que estou sentado em uma cadeira e, portanto, essa é a minha cadeira, vou desenhar um pauzinho para minha cadeira, e esse sou eu. Sim, esse sou eu. E vamos dizer que a cadeira está sustentando todo o meu peso, portanto, minhas pernas estão suspensas no ar. Então, esse sou eu, e o que está acontecendo neste exato momento? Se eu estivesse em queda livre, estaria acelerando em direção ao centro da Terra a 9,81 m/s², mas o que está ocorrendo é que toda força causada pela gravidade, que costumamos chamar de força peso, está sendo anulada pela força normal da superfície da cadeira sobre as minhas pernas. Então, isso é força normal, vou colocar ambas como vetores. Vou tornar ambas as forças vetores. Então, a força resultante, a força resultante na minha situação, a força resultante é igual a zero, principalmente nessa direção vertical. E, porque a força resultante é zero, eu não estou acelerando em direção ao centro da Terra, não estou em queda livre. E, porque esses 9,81 m/s² ainda parecem relevantes para a minha situação, eu falarei disso em um segundo, mas eu não sou um objeto em queda livre. Bom, uma outra forma de interpretar isso, não seria pela aceleração provocada pela gravidade próxima à superfície da Terra para um objeto em queda livre. Embora isso seja verdade. Ou, talvez um modo mais comum de interpretar isso é pelo campo gravitacional, ou campo gravitacional da Terra, ou é realmente a aceleração média, ou porque ela varia por toda a superfície da Terra. Mas outro modo de interpretar isso, como o campo gravitacional médio na superfície da Terra, vou escrever isso em rosa, o campo gravitacional médio na superfície da Terra, e nós falaremos sobre o que campo significa no contexto físico. E isso é um pouco mais abstrato, mas, de fato, nos ajuda a pensar sobre como "g" está relacionado a esse cenário em que não sou um objeto em queda livre. Um campo, quando você pensa nisso no contexto da física, é uma noção mais abstrata quando você começa a pensar isso no contexto da matemática, mas, no contexto da física, um campo é apenas algo que associa uma quantidade com cada ponto no espaço. Portanto, isso é apenas uma quantidade associada a cada ponto no espaço. E pode ser, na verdade, uma grandeza escalar, o que, no caso, vocês chamariam de campo escalar. O que, no caso, seria apenas um valor ou poderia ser uma grandeza em uma direção associada a cada ponto no espaço, o que, no caso, você está lidando com um campo vetorial. E o motivo pelo qual isso é denominado campo é porque, próximo à superfície da Terra, se vocês me derem uma massa, se vocês estão próximos da superfície da Terra e me dão uma massa, então, digamos, uma massa bem ali de 10 kg. Vocês podem usar "g" para descobrir a força da gravidade efetiva sobre aquele objeto, naquele ponto no espaço. Então, por exemplo, se isso apresenta uma massa de 10 kg, então, nós sabemos, isso é a Terra e isso é centro da Terra. Então, na verdade, associa uma quantidade vetorial cuja grandeza, e a grandeza dessa quantidade vetorial vai ser a massa vezes "g". E, considerando que já estamos especificando a direção, nós poderíamos fazer 9,81 m/s² em direção ao centro da Terra. Portanto, nessa situação, seriam 10 kg vezes 9,81 m/s², que é 98,1, e até isso eu arredondei um pouco, portanto, é um número aproximado. 98,1 kg/s² ou 98,1 N, que é a unidade de força. E esse objeto pode não estar em queda livre. E é por isso que "g" é relevante até mesmo em uma situação em que um objeto não se encontra em queda livre. "g" nos forneceu a força por massa unitária, a força por massa, da gravidade sobre um objeto próximo à superfície da Terra. Então, eu vou demonstrar um outro modo de pensar sobre isso. Esse é o campo gravitacional médio e o que está fornecendo sua força pela massa. Então, vocês me dão uma massa próxima à superfície da Terra, seja um objeto em queda livre ou não, e você multiplica aquela massa por dia "g", pois está fornecendo a força por massa. E eu daria a vocês a força da gravidade exercida sobre aquele objeto que atua próximo à superfície da Terra, em queda livre ou não. Embora a tendência seja se referir a "g" desse modo aqui, às vezes, vocês podem encontrar uma pessoa teimosa que diz: "Ah! Não, não!. Mas 'g' é relevante mesmo quando um objeto não se encontra em queda livre." É óbvio que você não pode dizer que a minha aceleração, enquanto estou sentado na cadeira, são 9,81 m/s² em direção ao centro da Terra. Eu não estou acelerando em direção ao centro da Terra. Agora, se você não tivesse resistência do ar, se a força resultante é a força da gravidade, então essa realmente seria a aceleração do objeto, mas ela se torna relevante mesmo assim, pois a maioria dos objetos que conhecemos não se encontram em queda livre. Um objeto em queda livre não permanece em queda livre por muito tempo. Ela tende a colidir com algo. Mas agora sabemos que "g" é relevante para todos os objetos. Ela nos fornece a força por unidade de massa, e chamá-la sempre de aceleração é tentador, pois as unidades são de aceleração, mas mesmo quando vocês falam sobre isso em termos de campo gravitacional, a quantidade ainda é a mesma, ainda apresenta exatamente as mesmas unidades, o mesmo módulo e a mesma direção. É apenas um modo diferente de interpretá-la. Aqui, a aceleração para um objeto em queda livre. Aqui, algo para multiplicar pela massa para descobrir a força provocada pela gravidade.