Força

Força é um dos conceitos fundamentais da mecânica clássica, que designa um agente capaz de modificar o estado de repouso ou de movimento de um determinado corpo, ou ainda, capaz de causar a deformação em determinados corpos.

Relacionada com as leis de Newton, a força é uma grandeza vetorial que possui módulo (intensidade aplicada), direção (reta ao longo da qual atua) e sentido (lado da reta para o qual o esforço foi feito: esquerda, direita, norte, sul, leste, oeste).

As forças sobre os corpos em repouso são objeto da estática, que estuda sistemas sob a atuação de forças que se equilibram. Dentro da mecânica existem alguns conceitos relacionados à força que são essenciais para compreender sobre essa grandeza vetorial, entre eles pressão, arrasto e torque.

A pressão é a relação entre uma determinada força e sua área de distribuição; o arrasto é a força que faz resistência ao movimento de um objeto sólido através de um fluido; já o torque é a força que produz mudanças na velocidade de rotação de um objeto.

Tipos de força

As forças podem ser classificadas em dois tipos: força de contato e força de campo. São consideradas forças de contato aquelas que agem diretamente entre os corpos, ou seja, quem aplica a força precisa, necessariamente, estar em contato com os corpos. Já nas forças de campo, a atuação ocorre à distância, ou seja, o corpo que exerce a força não se encontra em contato os outros.

• Força peso (P): existente sobre todos os corpos, ela é exercida sobre eles através do campo gravitacional da terra.
• Força elástica (F_el): provoca a deformação de um corpo elástico esticando-o ou comprimindo-o, é o tipo de força exercido sobre uma mola, por exemplo.
• Força centrípeta (F_cp): força que um corpo com determinada aceleração, exerce em um movimento circular, puxando-o para o centro da trajetória.
• Força magnética (F_m): força existente entre objetos magnéticos que causa atração e repulsão entre eles, mesmo estes não estando em conato direto.
• Força gravitacional (F): força de atração a partir da interação entre dois corpos físicos do universo. Ela depende da massa dos corpos envolvidos, portanto, quanto maior for a massa, maior será a atração.
• Força de atrito (F_at): exercida entre duas superfícies que estão em contato, ela é oposta à tendência do movimento, quanto maior a aspericidade apresentadas pelas superfícies, maior será a força de atrito.
• Força normal (N): exercida entre duas superfícies em contato, também chamada de força de apoio, ela é exercida por uma superfície para sustentar um objeto depositado sobre ela.

Força resultante

Quando várias forças atuam sobre determinado corpo, elas se somam vetorialmente dando origem a uma força resultante. De acordo com 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.

A força resultante é representada pela seguinte fórmula:

F = m.a

Onde:

F = força

m = massa do corpo

a = aceleração adquirida

Medidas de força

A intensidade da força é medida por um aparelho chamado dinamômetro - dínamo = força; metro = medida.

Com uma mola que se deforma à medida que a força é aplicada sobre ela, o dinamômetro indica o valor da força aplicada em uma de suas extremidades.

As unidades utilizadas para medir a força são o quilograma-força (kgf) e o newton (N). O quilograma-força é a força em que a Terra atrai o quilograma-padrão, ou seja, o seu peso no nível do mar e a 45° de latitude.

Ressalte-se, no entanto, que no Sistema Internacional de Medidas, a unidade de medida de força é o newton (N), em homenagem a Isaac Newton.

Forças fundamentais da natureza

Existem quatro forças fundamentais na natureza que são relacionadas por sua ordem de grandeza. São elas:

• Força nuclear forte – introduzida quando se trata de fenômenos nucleares, a força forte não pode ser observada no cotidiano. Geralmente chamada de força nuclear, ela está presente no núcleo atômico e é responsável para a ligação de núcleons.
• Força nuclear fraca – tal qual a força nuclear forte, ela está presente no núcleo atômico e não é observadas no cotidiano. A força nuclear fraca é responsável por determinar o decaimento beta e as interações de neutrino com núcleos.
• Força eletromagnética – ela é responsável por quase todas as interações existentes no cotidiano, com exceção apenas das interações gravitacionais.
• Força da gravidade – Assim como o eletromagnetismo, ela é familiar no dia a dia. A força da gravidade é aquela que um corpo massivo exerce sobre outro corpo massivo.