Existem diferentes tipos de força, dependendo do sentido, magnitude ou intensidade, aplicação e direção.Força é qualquer agente que tem a capacidade de modificar o estado em que um corpo está, independentemente de estar em movimento ou em repouso.
A força também pode ser um elemento que causa a deformação de um corpo.No campo da física, pode ser definido como uma magnitude vetorial que é responsável por medir a intensidade da troca de momento linear entre os elementos. Para medir a força é necessário conhecer suas unidades e valores, mas também o local onde é aplicada e em qual direção.
Para representar a força graficamente, você pode escolher um vetor. Mas isso deve ter quatro elementos básicos: sentido, ponto de aplicação, magnitude ou intensidade e linha reta de ação ou direção.
Tipos de forças na física
Existem vários tipos de forças, algumas referidas como forças fundamentais da natureza e outras que são expressões dessas interações básicas.
Forças fundamentais
Força gravitacional
Essa é uma das forças mais conhecidas, principalmente porque foi uma das primeiras a ser estudada. É a força da atração que é gerada entre dois corpos.
De fato, o peso de um corpo é devido à ação exercida pela atração gravitacional da Terra sobre ele. A força da gravidade é condicionada pela distância e pela massa de ambos os corpos.
A lei da gravitação universal foi descoberta por Isaac Newton e publicada em 1686. A gravidade é o que permite que os corpos caiam na Terra. E também é responsável pelos movimentos observados no Universo.
Ou seja, o fato de a Lua orbitar em torno da Terra ou de que os planetas orbitam em torno do Sol é um produto da força gravitacional.
Força eletromagnética
A segunda força cotidiana são as interações eletromagnéticas, que incluem forças elétricas e magnéticas. É uma força que afeta dois corpos que são eletricamente carregados.
É produzido com maior intensidade que a força gravitacional e também é a força que permite modificações químicas e físicas de moléculas e átomos.
A força eletromagnética pode ser dividida em dois tipos. A força que ocorre entre duas partículas carregadas em repouso é chamada força eletrostática. Ao contrário da gravidade, que é sempre uma força de atração, nisso a força pode ser repulsão e atração. Mas quando a força surge entre duas partículas que estão em movimento, outra força chamada magnética é sobreposta.
Forte interação nuclear
É o tipo mais forte de interação que existe e é responsável por unir os componentes dos núcleos atômicos. Ele atua da mesma maneira entre dois núcleons, nêutrons ou prótons e é mais intenso que a força eletromagnética, embora tenha um alcance menor.
A força elétrica presente entre os prótons faz com que eles se repelam, mas a grande força gravitacional que existe entre as partículas nucleares permite combater essa repulsão, a fim de manter a estabilidade do núcleo.
Interação nuclear fraca
Conhecida como uma força fraca, esse é o tipo de interação que permite a deterioração beta dos nêutrons. Seu escopo é tão curto que só é relevante em escala central. É uma força menos intensa que a forte, mas mais intensa que a gravitacional. Esse tipo de força pode causar efeitos atraentes e repelentes, além de gerar modificações nas partículas envolvidas no processo.
Forças dirigidas
Além da classificação das forças principais, a força também pode ser dividida em duas categorias importantes: forças de distância e forças de contato. A primeira é quando a superfície dos corpos envolvidos não é esfregada.
É o caso da força da gravidade e da força eletromagnética. E o segundo é um contato direto entre os corpos que interagem fisicamente como quando empurram uma cadeira.
As forças de contato são esse tipo de força.
Força normal
Essa é a força exercida por uma superfície em um objeto que é suportado por ela. Nesse caso, a magnitude e a direção do corpo são exercidas na direção oposta ao corpo em que repousa. E a força atua perpendicular e externamente a partir da referida superfície.
Esse é o tipo de força que vemos quando apoiamos um livro sobre uma mesa, por exemplo. Lá, o objeto está em repouso na superfície e nessa interação estão o peso e a força de contato, os únicos que agem.
Força aplicada
Nesse caso, é a força que um objeto ou ser humano transfere para outro corpo, seja outro objeto ou outro humano. A força aplicada sempre age diretamente no corpo, o que significa que o contato direto sempre ocorre. Este é o tipo de força que é usada quando uma bola é chutada ou quando uma caixa é empurrada.
Força elástica
Esse é o tipo de força que ocorre quando uma mola, comprimida ou esticada, procura retornar ao seu estado de inércia. Esses tipos de objetos são feitos para retornar a um estado de equilíbrio e a única maneira de alcançá-lo é através da força.
O movimento ocorre porque esse tipo de objeto armazena uma energia chamada potencial. E é isso que exerce a força que a retorna ao seu estado original.
Força magnética
Este é um tipo de força que emerge diretamente da força eletromagnética. Essa força surge quando cargas elétricas estão em movimento. As forças magnéticas dependem das velocidades das partículas e têm uma direção normal em relação à velocidade da partícula carregada na qual exercem sua ação.
É um tipo de força que está ligada a ímãs, mas também a correntes elétricas. É caracterizada por produzir atração entre dois ou mais corpos.
No caso dos ímãs, eles têm uma extremidade sul e uma extremidade norte, e cada um atrai as extremidades opostas para si em outro ímã. O que significa que, enquanto pólos iguais se repelem, os opostos se atraem. Esse tipo de atração também ocorre com alguns metais.
Força elétrica
Esse é o tipo de força que ocorre entre duas ou mais cargas e a intensidade delas depende diretamente da distância entre essas cargas e de seus valores.
Como na força magnética com os mesmos pólos, as cargas que têm o mesmo sinal se repelirão. Mas aqueles com sinais diferentes serão atraídos. Nesse caso, as forças serão mais intensas, dependendo da proximidade dos corpos.
Força de atrito
Esse é o tipo de força que ocorre quando um corpo desliza sobre uma superfície ou tenta fazê-lo. As forças de atrito nunca ajudam o movimento, o que significa que elas se opõem.
É basicamente uma força passiva que tenta retardar ou até impedir o movimento do corpo, independentemente da direção adotada.
Existem dois tipos de força de atrito: dinâmico e estático.
Forças dinâmicas de atrito
A primeira é a força necessária para que o movimento de dois corpos que interagem entre si seja uniforme. Esta é a força que se opõe ao movimento do corpo.
Forças estáticas de atrito
A segunda, a força estática, é o que estabelece a força mínima necessária para mover um corpo. Essa força deve ser igual à superfície com a qual os dois corpos envolvidos no movimento têm contato.
A força de atrito desempenha um papel fundamental na vida cotidiana. No que diz respeito ao atrito estático, é uma força muito útil, pois é o que permite que os seres humanos andem como andam e é também o que permite a ação de segurar um lápis.
Sem essa força, não haveria transporte sobre rodas, como é conhecido hoje. A mesma importância tem o atrito dinâmico, pois é a força que permite parar qualquer corpo em movimento.
Força de tensão
Esse é o tipo de força que é aplicada quando uma corda, um fio, uma mola ou um cabo é amarrado a um corpo e subsequentemente puxado ou tensionado. Essa interação ocorre paralela ao objeto anexado e sai na direção oposta.
Nesse caso, o valor da força de tensão é equivalente ao valor da tensão do cabo, da mola, do cabo etc., no momento em que a força é aplicada.
Força aerodinâmica de arrasto
Esse tipo de força também é conhecido como resistência do ar, porque é a força exercida no corpo enquanto viaja pelo ar. A força aerodinâmica de arrasto cria oposição para que o corpo seja difícil de avançar no ar.
Isso significa que a resistência colocada pelo objeto está sempre na direção oposta à velocidade do corpo. De qualquer forma, esse tipo de força só pode ser percebida – ou percebida com mais clareza – quando se trata de corpos grandes ou quando se move em alta velocidade. Ou seja, quanto menor a velocidade e o tamanho do objeto, menor a sua resistência ao ar.
Push up
Este é o tipo de força que ocorre quando um corpo está submerso em água ou em qualquer outro líquido. Nesse caso, o corpo parece ser muito mais leve.
Isso ocorre porque ao submergir um objeto, duas forças agem ao mesmo tempo. O peso do próprio corpo, que o empurra para baixo, e outra força que o empurra de baixo para cima.
Quando essa força ocorre, o líquido contido sobe porque o corpo flutuante desloca uma parte da água. Por outro lado, para saber se um corpo é capaz de flutuar, é necessário saber qual é o peso específico disso.
Para determinar isso, o peso deve ser dividido pelo volume. Se o peso for maior que o impulso, o corpo afundará, mas se for menor, flutuará.
Força de ligação
Se você deseja determinar a força resultante que exerce uma ação em uma partícula, é necessário analisar outro tipo de força, a da ligadura. Diz-se que um ponto material está vinculado quando há problemas físicos que limitam seus movimentos.
São essas limitações físicas que são chamadas de ligaduras. Este tipo de força não produz movimento. Pelo contrário, sua função é impedir movimentos que produzam forças ativas que não são compatíveis com ligaduras.
Força molecular
Esse tipo de força não tem um caráter fundamental como as quatro primeiras forças básicas, nem decorre delas. Mas ainda é importante para a mecânica quântica.
Como o nome indica, a força molecular é o que atua entre as moléculas. Essas são manifestações da interação eletromagnética entre os núcleos e os elétrons de uma molécula com os de outra.
Força de inércia
As forças que podem ser identificadas com o corpo responsável por atuar na partícula são conhecidas como forças reais. Mas, para calcular a aceleração dessas forças, é necessário um elemento de referência que deve ser inerte.
A força da inércia é então a que atua sobre a massa quando um determinado corpo é submetido à aceleração. Este tipo de força só pode ser observado em sistemas de referência acelerados.
Esse tipo de força é o que mantém os astronautas colados em seus assentos no momento do lançamento de um foguete. Essa força também é responsável por atirar uma pessoa contra o para-brisa do carro durante um acidente. As forças de inércia têm a mesma direção, mas uma direção oposta à da aceleração à qual a massa está sujeita.
-De acordo com parâmetros específicos
Volume
Força que atua sobre todas as partículas de um determinado corpo, como forças magnéticas ou gravitacionais.
Superfície
Eles agem apenas na superfície de um corpo. Eles são divididos em distribuído (peso de uma viga) e pontual (ao pendurar uma polia).
Contato
O corpo que exerce a força entra em contato direto. Por exemplo, uma máquina que empurra uma peça de mobiliário.
A distância
O corpo que exerce a força não entra em contato. São forças gravitacionais, nucleares, magnéticas e elétricas.
Estático
A direção e a intensidade da força mudam pouco, como o peso da neve ou de uma casa.
Dynamics
A força que atua sobre o objeto varia rapidamente, como em impactos ou terremotos.
Equilibrado
Forças cujas direções são contrárias. Por exemplo, quando dois carros do mesmo peso e com a mesma velocidade colidem.
Desequilibrado
Por exemplo, quando um caminhão colide com um carro pequeno. A força do caminhão é maior e, portanto, eles são desequilibrados.
Fixed
São forças que estão sempre presentes. Por exemplo, o peso de um edifício ou um corpo.
Variáveis
Forças que podem aparecer e desaparecer, como o vento.
De ação
Força exercida por um objeto que move ou modifica outro. Por exemplo, uma pessoa que bate em uma parede.
Reacção
O corpo no qual a força é aplicada exerce uma força de reação. Por exemplo, uma parede, quando atingida, exerce uma força de reação.
Referências
- Zemansky, S. (2009). «Física da Universidade. Volume 1. Décima segunda edição. México ». Recuperado de fisicanet.com.ar.
- Medina, A; Ovejero, J. (2010). As leis de Newton e suas aplicações. Departamento de Física Aplicada. Universidade de Salamanca Madri ». Recuperado de ocw.usal.es.
- Medina, C. (2015). «Empurrar força para cima». Recuperado de prezi.com.