miniatura|150px|Em movimento vertical, o peso aparente depende da força gravitacional e da aceleração do corpo.

Em física, peso aparente é uma propriedade dos corpos que corresponde a quanto eles parecem pesar. Para um corpo apoiado, pode ser definido como a intensidade da força que ele exerce sobre o apoio. O peso aparente pode diferir do peso, entendido aqui como a intensidade da força gravitacional que atua sobre o corpo. Mesmo um astronauta "sem peso" em órbita terrestre baixa tem um peso gravitacional próximo ao que teria na superfície terrestre. Na altitude da Estação Espacial Internacional, a gravidade tem cerca de 90% da intensidade que apresenta na superfície. O peso aparente praticamente nulo ocorre porque a estação e seus ocupantes estão em queda livre.

Um objeto apoiado no solo está sujeito a uma força de contato exercida pelo solo. Essa força atua na região da superfície do objeto que toca o solo. A força de reação do solo é transmitida ao interior do corpo por tensões mecânicas. Desprezando a rotação terrestre, essas tensões equilibram a ação da gravidade sobre as diferentes partes do corpo em repouso. A sensação de imponderabilidade em queda livre ideal decorre da ausência das tensões produzidas pela sustentação contra a gravidade. A definição do peso aparente em termos da força de apoio leva em conta esse efeito. Uma formulação comum é "a força que o corpo exerce sobre aquilo em que se apoia".

O peso aparente também pode diferir do peso quando um objeto está parcial ou completamente imerso em um fluido em repouso, pois o fluido exerce um empuxo que se opõe à força gravitacional e reduz a força necessária para sustentá-lo. Outro exemplo é o peso de um objeto ou de uma pessoa em um elevador. Quando o elevador começa a subir com aceleração para cima, o corpo aumenta a força que exerce sobre o piso. Uma balança sob o corpo registra esse aumento, embora sua massa permaneça a mesma.

O peso aparente também é usado no estudo da fluidização de partículas. Nesse caso, o peso das partículas descontado do empuxo determina a força ascendente necessária para sustentá-las no fluxo. No início da fluidização, a força de arrasto ascendente exercida pelo fluido equilibra esse peso aparente.

Medição Um corpo também pode ser suspenso por um dinamômetro. Nesse caso, seu peso aparente corresponde à intensidade da tração exercida pelo instrumento. Uma balança de mola mede uma força, enquanto uma balança de braços compara massas pelo equilíbrio dos torques produzidos nos braços. Nessa comparação, uma mudança comum na aceleração gravitacional que atua sobre as massas não altera o resultado da pesagem, desde que o campo gravitacional seja uniforme e não nulo e o empuxo seja desprezível.

Efeito da aceleração miniatura|240px|Peso aparente em um elevador sem aceleração, com aceleração para cima, com aceleração para baixo e em queda livre. O sentido positivo é para cima.

Considere um corpo de massa sobre uma balança ideal no piso horizontal de um elevador, em um modelo que despreza as forças do ar e a rotação terrestre. Enquanto o corpo acompanha o piso, atuam sobre ele o peso , para baixo, e a força normal , para cima. A força exercida pelo corpo sobre a balança tem a mesma intensidade de , pela terceira lei de Newton. Essa é a força medida como peso aparente.

Com o sentido positivo voltado para cima, a segunda lei de Newton fornece

ou

em que é a componente vertical da aceleração comum ao corpo e ao elevador e é a intensidade da aceleração gravitacional.

Nesse modelo de apoio, a balança pode empurrar o corpo para cima, mas não puxá-lo para baixo, de modo que . Se o corpo perde contato com a balança, a força normal e a leitura do instrumento são nulas.

+ Casos de movimento vertical do elevador. Aceleração Peso aparente Exemplo Elevador parado ou em movimento vertical com velocidade constante. Início de uma subida ou frenagem de uma descida. Início de uma descida ou frenagem de uma subida. Queda livre do elevador e do corpo.

A mudança no peso aparente depende da aceleração, não do sentido da velocidade. Uma pessoa pode sentir-se mais pesada durante a descida, quando o elevador freia, pois a aceleração está dirigida para cima.

Queda livre Em queda livre ideal, o apoio e o corpo aceleram juntos sob a ação da gravidade, sem que o apoio precise exercer uma força sobre o corpo. Em uma nave em órbita, a nave, os astronautas e os objetos soltos caem juntos ao redor da Terra. Por isso, os objetos parecem flutuar em relação à cabine. A imponderabilidade também pode ser produzida por intervalos curtos em voos parabólicos, nos quais o avião e seus ocupantes seguem aproximadamente uma trajetória de queda livre.

Rotação terrestre Um corpo em repouso em relação à superfície terrestre acompanha a rotação da Terra. Fora dos polos, esse movimento exige uma aceleração centrípeta que altera a força medida pelo apoio. Na linha do equador, para uma Terra esférica e desprezando o empuxo do ar, o peso aparente é

em que é a velocidade angular da Terra, é seu raio e é a aceleração devida à atração gravitacional, sem incorporar o efeito da rotação. A redução devida à rotação é de cerca de 0,34% no equador e nula nos polos.

Imersão em fluidos Considere um corpo suspenso por um fio vertical ligado a um dinamômetro acima dele, parcial ou totalmente imerso em um fluido em repouso, sem tocar as paredes ou o fundo do recipiente. Desprezando a rotação terrestre e considerando apenas o peso, o empuxo e a tração, o equilíbrio vertical exige

em que é a tração no instrumento e é o empuxo. Essa igualdade com a tração pressupõe , pois o fio acima do corpo só pode puxá-lo para cima.

Pelo princípio de Arquimedes, o empuxo tem a mesma intensidade que o peso do fluido deslocado. Para um fluido de densidade uniforme e aceleração gravitacional aproximadamente constante,

e

O volume corresponde à parte submersa do corpo, não necessariamente ao seu volume total.

Um corpo que flutua livremente em equilíbrio, sob a ação apenas do peso e do empuxo, tem empuxo igual ao peso. Seu peso aparente, no sentido de peso descontado do empuxo, é zero, embora a força gravitacional continue atuando. Essa condição não é queda livre, pois a força do fluido sustenta o corpo.

Ver também Diferenças entre massa e peso, distinção entre a massa de um corpo e a força gravitacional que atua sobre ele Dinamômetro, instrumento utilizado para medir forças, incluindo o peso aparente Força normal, força de contato exercida perpendicularmente à superfície de apoio Queda livre, movimento sob a ação exclusiva da gravidade

Categoria:Força