28/03/2016

Força

A noção de força é dada através do esforço muscular. Através de um esforço muscular pode ser lançada uma bola ou segurar-se um copo pesado. Isto é, é através de um esforço muscular que é alterado o estado de repouso de um determinado objecto ou é evitada a sua queda. No exemplo da bola, também pode ser invertido o seu sentido de deslocação.
Toda a circunstância que posa ser substituída pela ação de um esforço muscular ou toda a circunstância cujo efeito possa ser contrariado por um esforço recebe o nome de força.

Pode-se definir força como toda a causa capaz de alterar o estado de repouso ou movimento de um corpo.

A aplicação de um esforço muscular contém uma direção e um sentido, para além da maior ou menor intensidade do esforço. Portanto, as forças são grandezas vetoriais. Como tais, quando num mesmo ponto são aplicadas várias forças, o seu efeito poderá ser contrariado realizando um esforço muscular equivalente a um outro que fosse capaz de se opor a uma força única à soma vetorial das forças aplicadas. Isto equivale a dizer que, quando sobre um ponto atuam simultaneamente várias forças, podemos substituí-las pela resultante da sua soma vetorial.
Para medir as forças, pode aproveitar-se o facto de que uma mola, ao ser esticada, desenvolve uma força tanto maior quanto maior for a sua deformação. Desta forma, quando a força oposta pela mola é igual e contrária à que lhe é aplicada, a soma das forças é nula, e a mola encontra-se em equílibrio, visto que se o seu alongamento aumentasse, a força que ela aplicaria seria maior do que a força que lhe é aplicada, e se o seu alongamento diminuísse a força seria menor, e em ambos os casos a resultante não seria nula. Deste modo, é possível graduar a mola fazendo corresponder a cada alongamento uma força, e ter-se-á um instrumento de medida de forças chamado dinamómetro.

Quando uma força aplicada a um determinado corpo resulta numa deformação do mesmo sem, no entanto, alterar o seu estado de repouso ou movimento, a deformação do corpo cria outra força igual e oposta, tal como acontece no dinamómetro, pelo que a resultante é nula.

Momento de uma força
O momento de uma força, ou momento angular de uma força, em relação a um ponto , é uma grandeza vetorial perpendicular ao plano determinado pela força e pelo ponto, dirigida no sentido em que avançaria um saca-rolhas situado no ponto e que girasse no sentido indicado pela força e cujo módulo é o produto do módulo da força pela distancia do ponto à recta suporte da força.
O conceito de momento tem uma importância particular nos casos em que intervêm sistemas que possam rodar em torno de um ponto ou de um eixo.


Binário de forças
Quando a um corpo sólido se aplicam duas forças segundo a mesma recta, tendo as duas o mesmo módulo, mas sentidos opostos, os seus efeitos opõem-se e tudo se passa como se não se aplicasse força alguma (excepto se o corpo for deformável). Mas se as forças não seguirem a mesma recta, os seus movimentos em relação a um ponto qualquer serão tais que o momento resultante será um vetor perpendicular ao plano determinado pelas forças, dirigido no sentido em que avançaria um saca-rolhas que girasse na forma indicada pelo binário de forças e cujo módulo é igual ao produto da distância de separação das forças pelo módulo comum dessas forças.
Pode demonstrar-se que, quando se aplica um sistema de forças quelauqre a um corpo, se obterá o mesmo efeito se se lhe aplicar apenas uma força e um binário. A força seria igual àquela que se obteria somando vetorialmente todas as forças; suponhamos que a força seja apenas aplicada a um ponto, o binário teria um momento igual à soma vetorial dos momentos de todas as forças em relação a esse ponto.




Fontes:
Atlas Temático - Física, Marina Editores Lda







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