Força

A palavra Força possui uma definição intuitiva. Em Física, Força designa um agente capaz de modificar o estado de repouso ou de movimento de um determinado corpo. Porém, falar de força parece ser muito abstrato, mas basta pensar em todas as tarefas diárias que realizamos para que possamos perceber que força é algo que está presente em nosso dia a dia. Por exemplo: quando empurramos ou puxamos um objeto dizemos que estamos fazendo força sobre ele. Existem vários tipos de força: força elétrica, força magnética, força gravitacional, força de atrito, força peso, força normal e outras. Força é uma grandeza vetorial e, como tal, possui características peculiares. São as características: 

Módulo é a intensidade da força aplicada; 
Direção é reta ao longo da qual ela atua; 
Sentido é dizer para que lado da reta em questão o esforço foi feito: esquerda, direita, norte, sul, leste, oeste. 

Velocidade e Aceleração

aceleraçao

Em Física, a aceleração (símbolo: a) é a taxa de variação (ou derivada em função do tempo) davelocidade. Ela é uma grandeza vetorial de dimensão comprimento/tempo² ou velocidade/tempo. Emunidades do Sistema Internacional, é quantificada em metro por segundo ao quadrado (m/s²). No CGS, é quantificada em Gal, sendo que um Gal equivale a um centímetro por segundo ao quadrado (cm/s²).Desaceleração é a aceleração que diminui o valor absoluto da velocidade. Para isso, a aceleração precisa ter componente negativa na direção da velocidade. Isto não significa que a aceleração é negativa. Assim a aceleração é a rapidez com a qual a velocidade de um corpo varia. Desta forma o único movimento que não possui aceleração é o MRU - movimento retilíneo uniforme.

Acelerar um corpo é variar sua velocidade em um período de tempo:

em que:

• a é o vetor aceleração;
• v é o vetor velocidade;
• t é o tempo.

A aceleração média é dada por:

em que:

• é a aceleração média;
• é a velocidade inicial;
• é a velocidade final;
• é o tempo inicial;
• é o tempo final.

A aceleração transversal (perpendicular à velocidade) causa mudança na direção. Se esta for constante em intensidade e sua direção permanecer ortogonal à velocidade, temos um movimento circular. Para esta aceleração centrípeta temos

Um valor de uso comum para a aceleração é g, a aceleração causada pela gravidade daTerra ao nível do mar a 45° de latitude, cerca de 9,81 m/s²

Na mecânica clássica, a aceleração está relacionada com a força e a massa (assumida ser constante) por meio da segunda lei de Newton:

Como resultado de sua invariância sob transformações galileanas, a aceleração é uma quantidade absoluta na mecânica clássica.

Depois de definir sua teoria da relatividade especial, Albert Einstein enunciou que forças sentidas por objetos sob aceleração constante são indistinguíveis da que estão em campo gravitacional, e assim se define a relatividade geral (que também explica como os efeitos da gravidade podem limitar a velocidade da luz, mas isso é outra história).

O ponto-chave da relatividade geral é que ele responde a: "por que somente um objeto se sente acelerado?", um problema que tem flagelado filósofos e cientistas desde o tempo de Newton (e fez Newton endossar o conceito de espaço absoluto). Por exemplo, se você pegar seu carro e acelerar se afastando de seu amigo, você poderia dizer (dado seu referencial) que é seu amigo que está acelerando se afastando de você, enquanto somente você sente qualquer força. Essa é a base do popular paradoxo dos gêmeos que pergunta por que somente um gêmeo envelhece quando se afasta movendo-se próximo da velocidade da luz e então retornando, pois o gêmeo mais velho pode dizer que o outro é que estava se movendo.

Na relatividade especial, somente referenciais inerciais (referenciais não-acelerados) podem ser usados e são equivalentes; a relatividade geral considera todos os referenciais, inclusive os acelerados, como equivalentes.

Velocidade

A velocidade de um corpo é dada pela relação entre o deslocamento de um corpo em determinado tempo. Pode ser considerada a grandeza que mede o quão rápido um corpo se desloca.

A análise da velocidade se divide em dois principais tópicos: Velocidade Média e Velocidade Instantânea. É considerada uma grandeza vetorial, ou seja, tem um módulo (valor numérico), uma direção (Ex.: vertical, horizontal,...) e um sentido (Ex.: para frente, para cima, ...). Porém, para problemas elementares, onde há deslocamento apenas em uma direção, o chamado movimento unidimensional, convém tratá-la como um grandeza escalar (com apenar valor numérico).

As unidades de velocidade comumente adotadas são:

m/s (metro por segundo);

km/h (quilômetro por hora);

No Sistema Internacional (S.I.), a unidade padrão de velocidade é o m/s. Por isso, é importante saber efetuar a conversão entre o km/h e o m/s, que é dada pela seguinte relação:

A partir daí, é possível extrair o seguinte fator de conversão:

Velocidade Média

Indica o quão rápido um objeto se desloca em um intervalo de tempo médio e é dada pela seguinte razão:

Onde:

= Velocidade Média

= Intervalo do deslocamento [posição final – posição inicial ()]

= Intervalo de tempo [tempo final – tempo inicial ()]

Por exemplo:

Um carro se desloca de Florianópolis – SC a Curitiba – PR. Sabendo que a distância entre as duas cidades é de 300 km e que o percurso iniciou as 7 horas e terminou ao meio dia, calcule a velocidade média do carro durante a viagem:

= (posição final) – (posição inicial)

= (300 km) – (0 km)

= 300 km

E que:

= (tempo final) – (tempo inicial)

= (12 h) – (7h)

= 5 h

Então:

Mas, se você quiser saber qual a velocidade em m/s, basta dividir este resultado por 3,6 e terá:

1ª e 3ª lei de Newton

1ª Lei de Newton
Conhecida como princípio da inércia,[3] a Primeira lei de Newton afirma que a força resultante (o vetor soma de todas as forças que agem em um objeto) é nulo, logo a velocidade do objeto é constante. Consequentemente:
Um objeto que está em repouso ficará em repouso a não ser que uma força resultante aja sobre ele.
Um objeto que está em movimento não mudará a sua velocidade a não ser que uma força resultante aja sobre ele.
Newton apresentou a primeira lei a fim de estabelecer um referencial para as leis seguintes. A primeira lei postula a existência de pelo menos um referencial, chamado referencial newtoniano ou inercial, relativo ao qual o movimento de uma partícula não submetida a forças é descrito por uma velocidade (vetorial) constante

3ª Lei de Newton

A Terceira lei de Newton, ou Princípio da Ação e Reação, diz que a força representa a interação física entre dois corpos distintos ou partes distintas de um corpo,. Se um corpo A exerce uma força em um corpo B, o corpo B simultaneamente exerce uma força de mesma magnitude no corpo A— ambas as forças possuindo mesma direção, contudo sentidos contrários. Como mostrado no esquema ao lado, as forças que os esquiadores fazem um no outro são iguais em magnitude, mas agem em sentidos opostos. Repare que, embora as forças sejam iguais, as acelerações e ambos não o são necessariamente: quanto menor a massa do esquiador maior será sua aceleração.

As duas forças na terceira lei de Newton têm sempre a mesma natureza. A exemplo, se a rua exerce uma força ação para frente no pneu de um carro acelerando em virtude do atrito entre este pneu e o solo, então também é uma força de atrito a força reação que empurra o asfalto para trás.

De forma simples: a força é a expressão física da interação entre dois entes físicos: há sempre um par de forças a agir em um par de objetos, e não há força solitária sem a sua contra-parte. As forças na natureza aparecem sempre aos pares e cada par é conhecido como uma par ação - reação.

Ray e julio

Força é um conceito comum no nosso quotidiano, que está frequentemente associado à noção de força mecânica, como por exemplo, no caso da força que fazemos para empurrar um caixote, para levantá-lo, atirá-lo, puxá-lo, ou da força que fazemos para nos segurarmos quando estamos num comboio, que tem as habituais oscilações, travagens, etc.

Na Natureza, para além da força mecânica, existem ainda as chamadas forças à distância que estão associadas às interacções gravítica, eléctrica, magnética, etc.

Na realidade, todas as forças são aplicadas a uma determinada distância. Mesmo no caso de uma força mecânica, nos exemplos acima citados, as moléculas das nossas mãos interagem à distância com as moléculas do objecto sobre o qual estamos a actuar.

O conceito de força está relacionado com as alterações da quantidade de movimento.
O estado de um sistema é descrito pelo produto da sua massa pela sua velocidade, ou seja, o seu momento linear.

Ray e Julio

Força

Força é um dos conceitos fundamentais da Física newtoniana. Relacionado com as três leis de Newton, é uma grandeza que tem a capacidade de vencer a inércia de um corpo, modificando-lhe a velocidade (seja na sua magnitude ou direção, já que se trata de um vetor). Como corolário, chega-se ao constructo de que a força pode causar deformação em um objeto flexívelCitação: Força: qualquer agente externo que modifica o movimento de um corpo livre ou causa deformação num corpo fixo. Intuitivamente, a força se identifica com as noções de empuxo ou impuxo. A força, por ser também um vetor, tem dois elementos: a magnitude e a direção. A Segunda Lei de Newton , ("F=ma"), foi originalmente formulada em termos ligeiramente diferentes, mas equivalentes: a versão original afirma que a força que age sobre um objeto é igual à derivada temporal do impulso deste objeto.
Alguns conceitos relacionados com a força:
pressão, divisão ou distribuição da força sobre a área;
arrasto, diminuição da velocidade de um objeto;
torque, momento que produz mudanças na velocidade de rotação de um objeto.
A força aplicada num corpo fixo é chamada tensão mecânica ou estresse mecânico, um termo técnico para as influências que causam deformação da matéria. Enquanto o estresse mecânico pode permanecer incorporado em um objeto sólido, gradualmente, deformá-lo, estresse mecânico em um fluido determina mudanças em sua pressão e volume.