A força resultante é definida como a soma de todas as forças que atuam sobre um objeto. Um exemplo? Quando você chuta uma bola de futebol, a bola decola e se move pelo ar. Nesse momento, existe uma força resultante atuando na bola. Quando a bola começa a retornar ao solo e finalmente para, há uma rede de força agindo sobre a bola também.
A Segunda Lei de Newton diz que "quando uma rede de força atua sobre um objeto, esse objeto deve acelerar, ou seja, sua velocidade muda de um segundo para o segundo." Quando você chuta a bola pela primeira vez, ela acelera, e quando a bola começa a parar, ela também está acelerando.
Pode haver várias forças agindo sobre um objeto e, quando todas essas forças são somadas, o resultado é o que chamamos de força resultante agindo sobre o objeto.
Se a força resultante somar zero, então o objeto não está acelerando, portanto, está se movendo com uma velocidade constante. Se a força resultante for adicionada a um valor diferente de zero, o objeto está acelerando.
Na natureza, todas as forças se opõem a outras forças, como atrito ou forças gravitacionais opostas. As forças só podem produzir aceleração se forem maiores do que o total das forças opostas.
Se uma força empurra um objeto, mas é acoplada por atrito, o objeto não acelera. Da mesma forma, se uma força empurra contra a gravidade, mas é menor que a força gravitacional em um objeto, ela não acelera.
Por exemplo, se um impulso de 15 Newton em um objeto é oposto por uma força de atrito de 10 Newton, o objeto acelera como se fosse empurrado por uma força líquida de 5 Newton sem atrito.
Segunda lei de newton
A primeira lei do movimento de Newton prevê o comportamento de objetos para os quais todas as forças existentes estão equilibradas.
A primeira lei (às vezes chamada de lei da inércia) afirma que se as forças que agem sobre um objeto são equilibradas, então a aceleração desse objeto será de 0 m / s / s. Objetos em equilíbrio (a condição em que todas as forças se equilibram) não irão acelerar.
De acordo com Newton, um objeto só irá acelerar se houver uma rede ou força desequilibrada agindo sobre ele. A presença de uma força desequilibrada acelera um objeto, mudando sua velocidade, direção ou velocidade e direção.
Segunda lei do movimento de Newton
Esta lei se refere ao comportamento de objetos para os quais nem todas as forças existentes são equilibradas. A segunda lei afirma que a aceleração de um objeto depende de duas variáveis: a força resultante atuando sobre o objeto e a massa do objeto.
A aceleração de um objeto depende diretamente da força resultante que atua sobre o objeto e, inversamente, da massa do objeto. À medida que a força que atua sobre um objeto aumenta, a aceleração do objeto aumenta.
Conforme a massa de um objeto aumenta, a aceleração do objeto diminui. A segunda lei do movimento de Newton pode ser formalmente declarada da seguinte forma:
"A aceleração de um objeto produzido por uma força resultante é diretamente proporcional à magnitude da força resultante, na mesma direção que a força resultante e inversamente proporcional à massa do objeto."
Esta declaração verbal pode ser expressa na forma de uma equação da seguinte forma:
A = Fnet / m
A equação acima é freqüentemente reorganizada para uma forma mais familiar, conforme mostrado abaixo. A força resultante é igualada ao produto da massa multiplicado pela aceleração.
Fnet = m • a
A ênfase está sempre na força resultante. A aceleração é diretamente proporcional à força resultante. Força líquida é igual a massa vezes aceleração.
A aceleração na mesma direção da força resultante é uma aceleração produzida por uma força resultante. É a força resultante que está relacionada com a aceleração, a força resultante é a soma vetorial de todas as forças.
Se todas as forças individuais que agem sobre um objeto são conhecidas, a força resultante pode ser determinada.
De acordo com a equação acima, uma unidade de força é igual a uma unidade de massa multiplicada por uma unidade de aceleração.
Ao substituir unidades métricas padrão para força, massa e aceleração na equação acima, a seguinte equivalência de unidade pode ser escrita.
1 Newton = 1 kg • m / s2
A definição da unidade métrica padrão de força é indicada pela equação acima. Um Newton é definido como a quantidade de força necessária para dar uma massa de 1 kg e uma aceleração de 1 m / s / s.
Magnitude e equação
De acordo com a Segunda Lei de Newton, quando um objeto é acelerado, deve haver uma rede de força agindo sobre ele. Por outro lado, se uma rede de força atua sobre um objeto, esse objeto irá acelerar.
A magnitude da força resultante atuando sobre um objeto é igual à massa do objeto multiplicada pela aceleração do objeto, conforme mostrado na seguinte fórmula:
Uma força resultante é a força restante produzida por qualquer aceleração de um objeto quando todas as forças opostas foram canceladas.
As forças opostas diminuem o efeito da aceleração, diminuindo a força resultante da aceleração que atua sobre um objeto.
Se a força resultante atuando sobre um objeto é zero, então o objeto não está acelerando e está em um estado que chamamos de equilíbrio.
Quando um objeto está em equilíbrio, duas coisas podem ser verdadeiras: ou o objeto não está se movendo ou o objeto está se movendo a uma velocidade constante. A fórmula para o equilíbrio é mostrada abaixo:
Exemplos
Vamos considerar uma situação hipotética no espaço. Você está fazendo uma caminhada no espaço e consertando algo em sua nave. Enquanto trabalha no assunto com uma chave inglesa, ele fica bravo e joga a chave fora, o que acontece?
Assim que a chave deixar a mão, ela continuará a se mover com a mesma velocidade que apresentava quando você a soltou. Este é um exemplo de situação de força líquida zero. A chave se moverá com a mesma velocidade e não acelerará no espaço.
Se você jogar a mesma chave na Terra, a chave cairá no chão e eventualmente parará. Por que isso parou? Há uma rede de força atuando na chave, fazendo com que ela diminua a velocidade e pare.
Em outro exemplo, digamos que você esteja em uma pista de gelo. Pegue um disco de hóquei e deslize-o pelo gelo.
Eventualmente, o disco de hóquei vai desacelerar e parar, mesmo em gelo liso e escorregadio. Este é outro exemplo de situação com uma força líquida diferente de zero.
Referências
- A aula de física,. (2016). Segunda Lei de Newton. 11-2-2017, do site physicsclassroom.com: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). O que é Net Force? - Definição, Magnitude e Equações. 11-2-2017, em http://study.com Website: study.com.
- Publicação IAC, LLC. (2017). O que é força líquida? 11-2-2017, no site Reference.com: reference.com.
- Força resultante. (nd) Dicionário completo revisado do Webster. (1913). Recuperado em 11 de fevereiro de 2017 em thefreedictionary.com.
- Pearson, A. (2008). Força e movimento Capítulo 5. Força e movimento. 2-11-2017, do site da Pearson Education Inc: physics.gsu.edu.