FORÇA

Em Física, uma força é o que modifica a velocidade de um corpo material. Este conceito apareceu pela primeira vez na Segunda Lei de Newton,que diz:

"A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção da linha reta na qual aquela força é imprimida."

-

* O que é uma força ?

Os físicos criaram o conceito (ou noção, ideia científica) de força para explicar as interacções (acções recíprocas) entre corpos e a consequente existência de movimentos mais ou menos complicados,no céu ou na Terra.De fato,Galileu foi o primeiro cientista a estudar em pormenor os movimentos na Terra,para além de os ter observado no céu.Não conseguiu perceber a causa dos movimentos no céu,mas concluiu que,na Terra,um corpo permanece imóvel (quer dizer,com velocidade nula) se não for empurrado nem puxado,isto é,se não sofrer forças,ou se as forças nele aplicadas se compensarem. Esta afirmação parece clara,sendo fácil colocar um corpo imóvel em relação à Terra.Se esse corpo parado sofrer forças,passa então a mover-se com uma certa velocidade.Força tem,portanto,a ver com velocidade,embora seja diferente de velocidade:uma força pode mudar a velocidade de um corpo,passando a velocidade do valor zero para outro valor qualquer.

Um puxão ou um empurrão são exemplos de forças.Quando puxamos ou empurramos um corpo qualquer existe uma interacção entre nós e esse corpo:um exemplo é um pontapé que damos numa bola.Forças desse tipo em que o agente,que exerce a força,e o objeto,onde ela está aplicada,se contatam chamam-se forças de contato.Por outro lado,há forças que não são de contacto pois se exercem à distância:chamam-se mesmo forças à distância.Neste caso não há nada no meio entre o agente e o objeto que sirva para transmitir a força.As forças da experiência seguinte são forças à distância.

A força (símbolo F, em itálico) está relacionada com a velocidade,uma vez que uma força produz uma alteração de velocidade.Vejamos,em pormenor,como indicar velocidades e forças.

A velocidade de um corpo (símbolo v,em itálico) é uma grandeza física que indica se um corpo se move mais depressa ou mais devagar. Mas,para indicar completamente a velocidade,é preciso ainda dizer em que direcção e para que lado se move o corpo. Assim,uma bola de futebol disparada da marca de “penalti” para a baliza tem um certo valor (com uma certa unidade, por exemplo metros por segundo,m/s),uma certa direcção e um certo sentido.Indicamos essa velocidade por uma seta ou vetor e dizemos que a velocidade é uma grandeza vetorial.

A força é,tal como a velocidade,uma grandeza física que se representa por uma seta ou vetor.Significa isto que são características importantes de uma força não só o valor ou intensidade (com a respectiva unidade,que estudaremos adiante) mas também a direcção e o sentido.Convém sempre indicar,além do valor da força,a direção e o sentido da força,isto é,a linha recta onde se situa a seta e o lado para onde esta aponta.Por vezes interessa ainda dizer o ponto onde está aplicada,o chamado ponto de aplicação da força.

Quando temos duas ou mais forças a actuar sobre o mesmo corpo ele fica sujeito a uma força total ou resultante.Temos por isso,de saber somar forças (atenção:só se podem somar forças com forças,velocidades com velocidades e nunca forças com velocidades!).Por exemplo,um carrinho sobre uma mesa pode ser empurrado para um certo lado por uma pessoa e empurrado para o outro lado por outra pessoa.Se os dois empurrões se compensarem,o carrinho fica sujeito a uma força resultante nula.Não se move então!Mas se um empurrão for maior do que o outro,o carrinho move-se no sentido para o qual é mais empurrado. Em geral,duas forças com a mesma direcção somam-se de uma maneira simples:se apontarem para o mesmo lado,basta somar os tamanhos das duas setas;mas se apontarem para lados diferentes,subtrai-se o tamanho da seta menor ao da seta maior.Existe uma regra para somar forças quando elas não estão sobre a mesma linha:é a chamada regra do paralelogramo.Para obter a força soma ou resultante de duas forças aplicam-se as duas no mesmo ponto,constrói-se um paralelogramo com esses dois lados e obtém-se a soma unindo o ponto origem das duas forças com o vértice oposto.

Como sabemos que as forças se somam pela regra do paralelogramo? Esta regra tem uma justificação experimental.Todas as grandezas físicas se podem medir e as forças medem-se com um aparelho chamado dinamómetro.Um dinamómetro consiste de uma mola que se pode esticar ou encolher conforme a sua ponta é puxada ou empurrada.O dinamómetro mede um puxão ou um empurrão,porque um puxão ou um empurrão fazem a mola,respectivamente,encolher ou esticar.Se puxarmos um carrinho sobre uma mesa em duas direções diferentes,tal é equivalente a puxar segundo uma única direção dada pela regra do paralelogramo,sendo o valor da força resultante indicado pelo tamanho da diagonal.Este resultado pode ser obtido com um dinamómetro.

O valor da força, como o da maior parte das grandezas físicas,é indicado não apenas por um número mas por uma unidade,que nos indica o padrão de medida.A unidade de força,num conjunto de unidades aceites internacionalmente que se designa por Sistema Internacional (SI),é chamada newton,em homenagem ao físico inglês Isaac Newton.

Galileu afirmou que um corpo parado continuava parado enquanto não actuassem forças sobre ele,podendo as forças ser tanto de contato como à distância.Mas Galileu concluiu também o seguinte:se um corpo tiver velocidade de valor constante e direcção e sentido também constantes (a trajetória é uma linha reta),permanece com esse movimento se não for actuado por uma força ou se existirem forças que se compensem (isto é,cuja resultante seja nula).Diz-se então que o movimento é retilíneo e uniforme.Segundo Galileu,não são necessárias forças para haver movimento retilíneo e uniforme,mas sim e apenas para o alterar!

Por outro lado, se um corpo tiver movimento retilíneo mas acelerar (aumentar de velocidade)ou travar (diminuir de velocidade),ou ainda se tiver um movimento curvilíneo(com trajectória curva),então existe uma força a atuar.Galileu estudou a queda dos corpos na superfície da Terra, caso em que a velocidade não é constante,pois uma pedra que se deixa cair do cimo de uma torre acelera,isto é,desloca-se cada vez mais depressa.

O movimento de queda de uma pedra é acelerado, porque há uma força, a que chamamos força gravitacional ou gravítica, que puxa a pedra para baixo.Chamamos habitualmente peso à força gravítica exercida por um certo astro (grave significa pesado em latim).No caso da pedra, o peso é devido à Terra mas está exercido sobre a pedra.Os corpos caem,portanto,porque têm peso,porque são pesados.

O movimento da Terra em volta do Sol é praticamente circular e não retilíneo.Assim, também deve ser explicado por uma força. Podemos observar uma situação semelhante se prendermos um fio a uma pedra e a pusermos a andar à volta, na horizontal,por cima da nossa cabeça (essa arma chama-se funda, e terá sido usada pelo pequeno David para vencer o gigante Golias).Neste caso,a força sobre a pedra é exercida pela mão e comunicada através do fio (é uma força de contacto),mas,no caso da Terra e do Sol, não existe nenhum fio entre a Terra e o Sol que prenda um astro a outro.De fato,a força entre a Terra e o Sol é uma força à distância,de certo modo semelhante à força de um íman sobre um clip ou à força de um balão esfregado numa camisola de lã sobre um pedacinho de papel.


Por: Thainá Nascimento, Denner Oliveira, Arthur Moraes e Geraldo Jr.