Grandeza vetorial capaz de gerar alterações no movimento de um corpo
Força é um conceito fundamental da mecânica clássica usado para designar o agente que altera o estado de repouso ou de movimento de um determinado corpo, além de provocar deformações.
Trata-se de uma grandeza vetorial que possui módulo, direção e sentido. Esses três elementos referem-se, respectivamente, a intensidade da força aplicada, a reta ao longo da qual a força atua; e ao lado da reta para o qual o esforço foi feito.
Esse agente está relacionado com as leis de Newton e envolve estudos ligados à inércia e ao movimento. As forças sobre os corpos em repouso são objetos da estática, que estuda sistemas sob a atuação de forças que se equilibram. Já as forças relacionadas ao movimento, denominadas de força resultante, fazem parte da dinâmica.
Em mecânica existem alguns conceitos que são importantes para a compreensão do assunto. Entre eles está a pressão – relação entre uma determinada força e sua área de distribuição; o arrasto – força que faz resistência ao movimento de um objeto sólido através de um fluido; e o torque – força que produz mudanças na velocidade de rotação de um objeto.
Classificações da força
Há dois tipos de força: a força de contato e a força de campo. As forças de contato são aquelas que agem diretamente entre os corpos, ou seja, é preciso haver contato direto entre os corpos que aplicam e sofrem. Nas forças de campo não há contato direto entre os corpos, ou seja, a atuação das forças ocorre a distância.
Força peso – existente em todos os corpos, essa força é exercida através do campo gravitacional da Terra.
Força elástica – exercida sobre uma mola, por exemplo, a força elástica é capaz de comprimir, esticar ou deformar um corpo.
Força gravitacional –força de atração a partir da interação entre dois corpos físicos do universo. Ela depende da massa dos corpos envolvidos.
Força de atrito – oposta à disposição do movimento, essa força é exercida entre duas superfícies que estão em contato, e quando mais ásperas forem as superfícies, mais atrito haverá entre elas.
Força centrípeta – força exercida sobre um corpo em movimento circular, que puxa-o para o centro da trajetória.
Força magnética – presente nos objetos magnéticos, essa é a força de atração e repulsão que atua mesmo que os corpos não estejam em contato.
Força normal – força exercida por uma superfície para sustentar um objeto depositado sobre ela.
Força resultante
A soma vetorial de várias forças atuando sobre um determinado corpo é chamada de força resultante. Conforme a Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica), a soma vetorial de todas as forças aplicadas sobre o corpo é diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa. Para calcular a força resultante utiliza-se a seguinte fórmula:
F = m.a
Onde:
F = força
m = massa do corpo
a = aceleração adquirida
A ideia de força está associada a ações como puxar, empurrar, quebrar, etc. (Foto: Pixabay)
Força e Movimento
Quando um corpo encontra-se em um movimento com velocidade constante, denominado de Movimento Retilíneo Uniforme (MRU), a força resultante sobre ele em movimento é igual zero. Em contrapartida, para haver aceleração é preciso que a soma das forças não seja nula.
Desse modo, é possível compreender que a força não está associada com a velocidade em si, mas, com a variação da mesma. Ou seja, quando existe atuação de força há a variação de velocidade, resultando na aceleração, e vice-versa.
Esse raciocínio fundamenta a Primeira Lei de Newton (Princípio da Inércia), que diz que um corpo em repouso tende a permanecer em repouso e um corpo em movimento constante tende a permanecer em Movimento Retilíneo Uniforme (MRU), a menos que uma força atue sobre ele.
Força e Equilíbrio
Quando a soma de todas as forças que atuam sobre um corpo for igual a zero, o corpo encontra-se em equilíbrio estático. Para que uma corpo permaneça equilibrado é necessário haver um equilíbrio entre as forças exercidas sobre ele. Isto é, a soma vetorial, chamada de força resultante, deve ser igual a zero.
Unidade de medidas de força
A força pode ser medida em quilograma-força (kgf) e em newton (N). O quilograma-força corresponde à força em que a Terra atrai o quilograma-padrão, ou seja, o seu peso no nível do mar e a 45° de latitude. No entanto, quando trata-se do Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de medida de força é o newton (N), em homenagem a Isaac Newton.
O aparelho usado para medir a intensidade da força é chamado dinamômetro (dínamo = força; metro = medida). O aparelho consiste em uma mola que se deforma a medida que a força é aplicada sobre ela, indicando os efeitos em uma de suas extremidades.