Como Medir a Intensidade de uma Força

Na física, compreende-se força como sendo uma grandeza capaz de modificar o estado ou direção de movimento de um determinado corpo. Isaac Newton descreve, na sua segunda lei de Newton, a relação entre força, massa e aceleração, definindo que a intensidade de uma força é o produto da massa por uma aceleração. Entenda melhor como funciona essa relação e aprenda também como calcular o valor de uma força.

Método 1

Método 1 de 2:

Calculando a intensidade da força

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Entenda a relação entre força, massa e aceleração. A intensidade da força aplicada a um determinado objeto é o produto entre sua massa e sua aceleração.^{[1]XFonte de pesquisa} Podemos representar essa relação através da seguinte fórmula: Força = Massa x Aceleração. Para calcular numericamente uma força, há outros detalhes aos quais você deve estar atento:
- Para a massa, a unidade de medida padrão é o quilograma (kg).
- Já para a aceleração, a unidade padrão é o metro por segundo ao quadrado (m/s²).
- Finalmente, para a força, a unidade padrão é o Newton (N). O Newton é uma unidade derivada, onde 1N = 1 kg x 1 m/s².
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Determine a massa do objeto. Por definição, a massa de um determinado objeto é a quantidade de matéria que ele contém.^{[2]XFonte de pesquisa} A massa é uma característica particular de um objeto, que não muda, não importa onde ele se encontre; já o peso depende da aceleração gravitacional de onde o objeto estiver.^{[3]XFonte de pesquisa} No sistema métrico, a massa pode ser expressa em gramas ou quilogramas. Para o exemplo, vamos considerar um caminhão com a massa de 1.000 kg.
- Utilize uma balança de feixe triplo ou de dois pratos para determinar a massa do objeto. Esta estará expressa em quilogramas ou gramas.
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Determine a aceleração do objeto. Por definição, a aceleração é a variação na velocidade do objeto por uma determinada unidade de tempo.^{[4]XFonte de pesquisa} Além de representar um aumento na velocidade, a aceleração pode expressar uma perda de velocidade ou mesmo uma mudança de sentido na trajetória do objeto.^{[5]XFonte de pesquisa} Assim como utilizamos um velocímetro para medir velocidade, podemos obter a aceleração de um objeto através de um acelerômetro. No nosso exemplo, vamos supor que o caminhão de 1.000 kg de massa possui uma aceleração de 3 m/s².
- No sistema métrico, a velocidade pode ser expressa em centímetros por segundo (cm/s) ou metros por segundo (m/s), enquanto que a aceleração pode ser apresentada em centímetros por segundo ao quadrado (cm/s²) ou metros por segundo ao quadrado (m/s²).
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Multiplique a massa do objeto pela sua aceleração. O resultado desse produto é a intensidade da força. Aplique os números obtidos para a massa e para a aceleração na equação para conhecer o valor da força aplicada nesse objeto. Não se esqueça de que a sua resposta deve ser expressa em Newtons (N).^{[6]XFonte de pesquisa}
- Força = Massa x Aceleração.
- Força = 1.000 kg x 3m/s².
- Force = 3.000 N.
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Método 2

Método 2 de 2:

Conceitos avançados

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Descubra o valor da massa caso você tenha a força e a aceleração. Se você conhece os valores da força e da aceleração, basta aplicá-los na fórmula para encontrar a massa desse objeto. Faça da seguinte maneira:^{[7]XFonte de pesquisa}
- Força = Massa x Aceleração.
- 3 N = Massa x 3 m/s².
- Massa = 3 N / 3 m/s².
- Massa = 1 kg.
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Descubra o valor da aceleração caso você tenha a força e a massa. Se você conhece os valores da força e da massa, basta aplicá-los na fórmula para encontrar a aceleração aplicada nesse objeto. Faça da seguinte maneira:^{[8]XFonte de pesquisa}
- Força = Massa x Aceleração.
- 10 N = 2 kg x Aceleração.
- Aceleração = 10 N / 2kg.
- Aceleração = 5 m/s².
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Calcule a aceleração do objeto. Caso você tenha o valor da massa, para encontrar o valor da força basta apenas descobrir o valor da aceleração que esse objeto sofreu. Para obtê-la matematicamente, utilize a seguinte expressão: Aceleração = (Velocidade Final - Velocidade Inicial)/Variação do Tempo.^{[9]XFonte de pesquisa}
- Exemplo: caso um corredor alcance a velocidade 6 m/s em 10 segundos, qual foi sua aceleração?
- Temos que o valor da velocidade final é de 6 m/s. Considerando que ele saiu do repouso, a velocidade inicial é de 0 m/s. O tempo do seu percurso foi de 10 s.
- Aceleração = (6 m/s - 0 m/s)/10 s = (6 m/s)/10 s = 0,6 m/s²
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Dicas

Perceba que, pela relação entre força, massa e aceleração, podemos inferir que a força aplicada a um objeto de pouca massa, porém com grande aceleração, pode ser igual a força aplicada a um objeto de grande massa, porém com baixa aceleração.
Uma força pode receber um nome especial dependendo de como age em um objeto: se ela faz com que ele perca velocidade, pode ser chamada de arrasto; se ela provoca uma rotação do corpo ao redor do seu eixo, pode ser chamada de torque.
Uma massa de 20 gramas acelerada a 5 centímetros por segundo ao quadrado carrega uma força de 100 gramas vezes centímetros por segundo ao quadrado. A essa relação de unidades de medida (g x cm/s²) damos o nome de dina.
Uma massa de 150 quilogramas acelerada a 10 metros por segundo ao quadrado carrega uma força de 1.500 quilogramas vezes metros por segundo ao quadrado. A essa relação de unidades de medida (kg x m/s²) damos o nome de Newton.
Peso é o efeito produzido por uma aceleração gravitacional (resultado de um campo gravitacional) sob a massa de um certo corpo.^{[10]XFonte de pesquisa} No planeta Terra, a aceleração da gravidade é de, aproximadamente, 9,8 m/s². Assim, segundo os padrões do sistema métrico, um corpo com massa de 100 quilogramas pesa 980 Newtons, e um corpo com massa de 100 gramas pesa cerca de 980 dinas. Quando usamos uma balança de mola, ela mede a força que a gravidade exerce sobre um objeto: portanto, obtemos o peso desse corpo e não sua massa (em linguagem comum, "peso" e "massa" são palavras com significados similares).