Os 31 tipos de força na física e suas características - Ciência - 2023

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Existem diferentes tipos de força dependendo de seu significado, magnitude ou intensidade, aplicação e direção. A força é qualquer agente que tem a capacidade de modificar o estado em que um corpo se encontra, 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 definida como uma grandeza vetorial 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 onde é aplicada e em que 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 de ação ou direção.

Tipos de forças na física

Existem vários tipos de forças, algumas chamadas forças fundamentais da natureza e muitas outras que são expressões dessas interações básicas.

- Forças fundamentais

Força gravitacional

Esta é uma das forças mais conhecidas, especialmente porque foi uma das primeiras a ser estudada. É a força atrativa gerada entre dois corpos.

Na verdade, o peso de um corpo se deve 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 que são observados no Universo.

Ou seja, o fato de a Lua orbitar em torno da Terra ou de os planetas orbitarem ao redor do Sol é 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 eletricamente carregados.

É produzida com maior intensidade do 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 entre duas partículas carregadas em repouso é chamada de força eletrostática. Ao contrário da gravidade, que é sempre uma força atrativa, neste a força pode ser repulsiva e atrativa. Mas quando a força surge entre duas partículas que estão em movimento, outra força chamada de sobreposição magnética.

Interação nuclear forte

É o tipo de interação mais forte que existe e é responsável por manter unidos os componentes dos núcleos atômicos. Age da mesma forma entre dois núcleos, 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 torna possível neutralizar essa repulsão para manter a estabilidade do núcleo.

Interação nuclear fraca

Conhecida como força fraca, é o tipo de interação que permite o decaimento beta dos nêutrons. Seu escopo é tão curto que só é relevante em uma escala central. É uma força menos intensa que a forte, mas mais intensa que a gravitacional. Esse tipo de força pode causar efeitos atrativos e repelentes, além de gerar modificações nas partículas envolvidas no processo.

- Forças derivadas

Além da classificação das forças principais, a força também pode ser dividida em duas categorias importantes: forças de distância e forças de contato. O primeiro é quando a superfície dos corpos envolvidos não esfrega.

É o caso da força da gravidade e da força eletromagnética. E o segundo é um contato direto entre os corpos em interação física, como quando uma cadeira é empurrada.

As forças de contato são este tipo de força.

força normal

Esta é a força exercida por uma superfície sobre um objeto que está apoiado nela. Nesse caso, a magnitude e a direção do corpo são exercidas na direção oposta ao corpo no qual ele repousa. E a força atua perpendicularmente e fora dessa superfície.

Esse é o tipo de força que vemos quando colocamos um livro sobre uma mesa, por exemplo. Lá o objeto está em repouso na superfície e nessa interação, o peso e a força de contato são os únicos que atuam.

Força aplicada

Nesse caso, é a força que um objeto ou ser humano transfere para outro corpo, seja ele outro objeto ou outro ser humano. A força aplicada sempre atua diretamente sobre o corpo, o que significa que o contato direto sempre ocorre. Este é o tipo de força usada ao chutar uma bola ou empurrar uma caixa.

Força elástica

É o tipo de força que ocorre quando uma mola, comprimida ou esticada, busca retornar ao seu estado de inércia. Esses tipos de objetos são feitos para retornar a um estado de equilíbrio e a única maneira de conseguir isso 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 o faz retornar 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 sobre a 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 deles atrai as extremidades opostas para si em outro ímã. O que significa que, enquanto pólos semelhantes se repelem, os opostos se atraem. Esse tipo de atração também ocorre com alguns metais.

Força elétrica

Este é o tipo de força que se produz entre duas ou mais cargas e a intensidade destas dependerá diretamente da distância entre essas cargas, bem como de seus valores.

Como no caso da força magnética com pólos iguais, cargas com o mesmo sinal se repelem. Mas aqueles com signos diferentes se atrairão. Nesse caso, as forças serão mais intensas dependendo da proximidade dos corpos.

Fricção ou força de atrito

Este é o tipo de força que ocorre quando um corpo desliza sobre uma superfície ou quando há tentativa de deslizamento. As forças de atrito nunca ajudam o movimento, o que significa que se opõem a ele.

É basicamente uma força passiva que tenta retardar ou mesmo impedir o movimento do corpo, independentemente da direção tomada.

Existem dois tipos de força de atrito: dinâmica e estática.

Forças de atrito dinâmico

O primeiro é a força necessária para que o movimento de dois corpos interagindo seja uniforme. Essa é a força que se opõe ao movimento do corpo.

Forças de atrito estático

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 diária. No que diz respeito ao atrito estático, é uma força muito útil, pois é ela que permite ao homem andar como caminha e também que permite a ação de segurar um lápis.

Sem essa força, o transporte sobre rodas como é conhecido hoje não existiria. O atrito dinâmico é igualmente importante, pois é a força que permite a parada de qualquer corpo em movimento.

Força de tensão

Este é o tipo de força que ocorre quando uma corda, fio, mola ou cabo é amarrado a um corpo e então puxado ou puxado com força. Essa interação ocorre paralelamente ao objeto amarrado e longe dele na direção oposta.

Nesse caso, o valor da força de tração é equivalente ao da tensão possuída pelo cabo, pela mola, pelo cabo, etc., no momento em que a força é aplicada.

Força de arrasto aerodinâmica

Esse tipo de força também é conhecido como resistência do ar, porque é a força exercida sobre um corpo enquanto ele se move pelo ar. A força de arrasto aerodinâmica cria oposição de modo que o corpo é impedido de se mover para a frente no ar.

Isso significa que a resistência que o objeto oferece está sempre na direção oposta à velocidade do corpo. Em todo caso, esse tipo de força só pode ser percebido - ou é percebido com mais clareza - quando se trata de corpos grandes ou quando se move em altas velocidades. Ou seja, quanto menor a velocidade e o tamanho do objeto, menor sua resistência ao ar.

Flexão

Este é o tipo de força que ocorre quando um corpo está submerso em água ou qualquer outro líquido. Nesse caso, o corpo parece muito mais leve.

Isso ocorre porque quando um objeto está submerso, duas forças atuam ao mesmo tempo. O peso do seu 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 de nível porque o corpo flutuante desloca parte da água. Por outro lado, para saber se um corpo pode flutuar, é necessário saber qual é o seu peso específico.

Para determinar isso, você deve dividir o peso pelo volume. Se o peso for maior que o impulso, o corpo afundará, mas se for menor, ele flutuará.

Força de ligação

Se você quiser determinar a força resultante que uma ação exerce sobre uma partícula, é necessário analisar outro tipo de força, o de ligação. Diz-se que um ponto material está vinculado quando existem problemas físicos que limitam seus movimentos.

São essas limitações físicas que são chamadas de ligaduras. Este tipo de força não produz movimento. Em vez disso, sua função é prevenir movimentos produzidos por forças ativas que não são compatíveis com as ligaduras.

Força molecular

Este tipo de força não tem um caráter fundamental como as primeiras quatro forças básicas, nem é derivado delas. Mas ainda é importante para a mecânica quântica.

Como o próprio nome indica, a força molecular é aquela que atua entre as moléculas. Essas são manifestações da interação eletromagnética entre os núcleos e elétrons de uma molécula com os de outra.

Força de inércia

As forças com as quais o corpo responsável por atuar sobre a partícula pode ser identificado são conhecidas como forças reais. Mas para calcular a aceleração dessas forças é necessário um elemento referencial que deve ser inerte.

A força inercial é então aquela que atua sobre a massa quando um determinado corpo é submetido a uma aceleração. Este tipo de força só pode ser observado em referenciais acelerados.

Esse tipo de força é o que mantém os astronautas grudados em seus assentos quando um foguete decola. Essa força também é responsável por lançar uma pessoa contra o para-brisa do carro durante uma colisão. As forças inerciais têm a mesma direção, mas uma direção oposta à da aceleração a que a massa está sujeita.

- Tipos de forças de acordo com parâmetros específicos

De volume

Força que atua sobre todas as partículas de um determinado corpo, como forças magnéticas ou gravitacionais.

De superfície

Eles agem apenas na superfície de um corpo. Eles são divididos em distribuídos (peso de uma viga) e pontuais (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. Eles são as 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.

Dinâmica

A força que atua sobre o objeto varia rapidamente, como em impactos ou terremotos.

Equilibrado

Forças cujas direções são opostas. Por exemplo, quando dois carros com o mesmo peso e indo na mesma velocidade colidem.

Desequilibrado

Por exemplo, quando um caminhão colide com um carro pequeno. A força do caminhão é maior e, portanto, eles estão desequilibrados.

Fixo

São forças que estão sempre presentes. Por exemplo, o peso de um edifício ou de 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.

Reação

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

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