Forças e medidas da fisica

MEDIDAS DE FORÇA Objetivo: Introduzir o conceito de força. Explorar a força peso e a força exercida por uma mola (lei de Hooke). Condição de equilíbrio do ponto material. Teoria: A maneira de alterar o estado de movimento de um corpo é exercer uma ação sobre ele. Esta ação é chamada de força (F). A força provoca uma mudança no movimento do corpo alterando sua aceleração (a). Esta mudança é proporcional a massa (m) do corpo em questão. Assim a mesma força aplicada a um corpo de massa pequena produz maior aceleração que aplicada a um corpo de massa grande. Em termos matemáticos:

uma vez que tanto para força quanto para aceleração a direção e o sentido, além da intensidade, são importantes elas são grandezas vetoriais (indicados por uma seta sobre a letra). Um exemplo de ação é a atração que a Terra exerce sobre os corpos (gravidade) atraindo-os para seu centro. Ela é escrita pela lei da gravitação universal de Newton:

onde: G é a constante universal da gravitação, M e m são as massas envolvidas e r é a distância entre as massas. Para corpos próximos a superfície da Terra esta força se reduz ao peso (P): P = mg

onde g é a aceleração da gravidade: MT e RT são a massa e o raio da Terra. Outro exemplo de força é aquela exercida por uma mola comprimida ou estendida. Neste caso, dentro do limite elástico, esta força é proporcional ao quanto a mola está comprimida ou estendida (Δx). Matematicamente:

onde k é a constante elástica característica de cada mola e o sinal menos evidência que esta é uma força restauradora, ou seja, atua sempre no sentido contrário a sua deformação. Esta expressão é conhecida como lei de Hooke. Se a força aplicada excede o limite elástico a deformação pode ser permanente e foge desta conceituação. Quando a soma das forças que atua num corpo (lembrar que é uma soma vetorial) for nula, o corpo não possui aceleração. Assim se um dado corpo, nestas condições, estiver em repouso