1 O que é força?
Em Física, força é a medida de uma interação entre dois corpos. Quando um corpo exerce força sobre outro, pode provocar dois efeitos:
Altera o estado de movimento — acelera, freia ou muda a direção do corpo.
Deforma o corpo — como comprimir uma mola ou torcer um material elástico.
A unidade de medida da força no Sistema Internacional é o Newton (N), em homenagem a Isaac Newton. Por definição:
Uma maçã de 100 g em repouso sobre uma mesa exerce uma força de aproximadamente 1 N sobre a superfície — graças ao peso (P = m·g ≈ 0,1 × 10 = 1 N). Esse é um bom referencial para a grandeza de 1 Newton.
2 Força como grandeza vetorial
Força é uma grandeza vetorial: não basta saber quanto ela "pesa" — é preciso saber também para onde ela aponta. Um vetor força é completamente definido por três características:
O "tamanho" numérico da força, em Newtons. Ex.: |F⃗| = 20 N.
A reta ao longo da qual a força atua. Ex.: horizontal, vertical, 45°.
Para qual lado ao longo da direção. Ex.: para cima ou para baixo (na vertical).
3 Tipos de força
Na Física do Ensino Médio, as forças são classificadas em dois grandes grupos e vários tipos específicos:
| Tipo de Força | Símbolo | Descrição |
|---|---|---|
| Peso | P⃗ ou W⃗ | Força gravitacional que a Terra exerce sobre o corpo. Direção vertical, sentido para baixo. P = mg. |
| Normal | N⃗ | Força de contato perpendicular à superfície de apoio. Sempre afastando o corpo da superfície. |
| Tensão | T⃗ | Força transmitida por fios, cordas ou cabos. Age ao longo do fio, puxando o corpo. |
| Atrito | f⃗ | Força de contato paralela à superfície, oposta ao movimento (ou à tendência de movimento). |
| Força elástica | F⃗el | Força exercida por molas ou materiais elásticos deformados. Dada pela Lei de Hooke: F = k·x. |
| Empuxo | E⃗ | Força que fluidos exercem sobre corpos imersos, para cima. E = ρ·V·g (Princípio de Arquimedes). |
Toda força exige um agente (quem exerce) e um receptor (quem sofre). Não existe força sem interação entre dois corpos — mesmo a gravidade é uma interação entre dois corpos massivos.
4 Força resultante
Quando várias forças atuam sobre um mesmo corpo, o efeito total é equivalente a uma única força — a força resultante (ou força líquida). Para forças colineares (mesma direção), a resultante é a soma algébrica considerando os sinais:
Duas pessoas empurram uma caixa: A aplica 80 N para a direita, B aplica 30 N para a esquerda.
Adotando direita como positivo:
FR = +80 N + (−30 N) = +50 N (para a direita)
Para forças com direções diferentes, a resultante é calculada por composição vetorial (regra do paralelogramo ou decomposição em componentes x e y). No 2º ano estudaremos isso com trigonometria.
5 Diagrama de corpo livre
O diagrama de corpo livre (DCL) é uma representação onde isolamos o corpo de interesse e desenhamos todos os vetores força que atuam sobre ele — sem os outros objetos do ambiente. É a ferramenta fundamental para resolver problemas de dinâmica.
Como desenhar um DCL:
1. Represente o corpo como um ponto ou retângulo simples.
2. Identifique todas as forças que atuam sobre esse corpo.
3. Desenhe cada força como uma seta saindo do corpo, com comprimento proporcional ao módulo.
4. Identifique cada seta com o nome/símbolo da força.
6 Força peso
A força peso é a força gravitacional que a Terra exerce sobre qualquer corpo próximo à sua superfície. Ela sempre aponta verticalmente para baixo (em direção ao centro da Terra) e seu módulo é dado por:
Massa ≠ Peso! Massa (kg) é uma propriedade intrínseca do corpo — é a mesma em qualquer lugar do universo. Peso (N) é uma força que depende do campo gravitacional local. Na Lua (g ≈ 1,6 m/s²), seu peso é 6× menor, mas sua massa não muda.
Uma pessoa tem massa m = 70 kg. Qual é seu peso na Terra (g = 10 m/s²) e na Lua (g = 1,6 m/s²)?
Na Terra: P = 70 × 10 = 700 N
Na Lua: P = 70 × 1,6 = 112 N
7 Aplicações cotidianas
Ao levantar um peso, os músculos exercem força para vencer a força peso do halter — e a resistência interna das articulações.
O cabo exerce força de tensão para suspender a carga. A tensão precisa superar o peso do objeto erguido.
A força elástica da mola fecha a porta quando empurrada. Quanto mais a mola é comprimida, maior a força restauradora.
O empuxo equilibra o peso do navio. O design do casco garante que o volume deslocado de água gere empuxo suficiente.
8 Resumo
O que você aprendeu
- Força é uma grandeza vetorial que descreve a interação entre dois corpos.
- Suas três características: módulo, direção e sentido.
- Unidade SI: Newton (N = kg·m/s²).
- Principais tipos: peso, normal, tensão, atrito, elástica, empuxo.
- Força resultante é a soma vetorial de todas as forças sobre o corpo.
- Diagrama de corpo livre: isola o corpo e representa todas as forças sobre ele.
- Peso (P = mg) é uma força; massa é propriedade intrínseca do corpo — não confundir!