1. FORÇA PESO (\(\vec P\))

No cotidiano, é comum as pessoas confundirem massa e peso. Massa é a quantidade de matéria de um corpo. A massa é uma propriedade do corpo e não muda. Portanto, a sua massa é de 60 kg na Terra, na Lua ou em Júpiter.

A força peso (ou força da gravidade como muitas pessoas dizem) é a força gravitacional que um planeta ou outro de corpo de grande massa exerce sobre outro. A Terra puxa todos os corpos na direção do seu centro através dessa força.

O módulo da força peso é calculado pelo produto da massa (m) do corpo pelo módulo da aceleração da gravidade (\(\vec g\)).

\(\vec P = m\vec g\)

Considere uma pessoa de massa 50 kg. A aceleração da gravidade na Terra é de aproximadamente 10 m/s² e na Lua, 2 m/s²_. Portanto, a força peso exercida pela Terra e pela Lua, valem:

P_TERRA = 50.10 = 500 N.

P_LUA = 50.2 = 100 N.

2. FORÇA NORMAL (\(\vec N\))

A força normal é a força que uma superfície exerce sobre um outro corpo. Esta força é sempre perpendicular à superfície que aplica a força, como mostra a figura abaixo.

3. TRAÇÃO (\(\vec T\))

A tração é uma força que surge quando cordas ou cabos são esticados. No exemplo abaixo, a Terra puxa o rapaz para baixo (força peso) e o barbante exerce uma força para cima (tração). Como o rapaz está em repouso, a resultante das forças sobre ele é nula, e o módulo da força peso e da tração são iguais (P = T).

O sentido da tração é dado pela posição relativa entre o cabo e o objeto. No exemplo acima, a corda está acima do corpo, portanto, a tração aponta para cima.

4. FORÇA ELÁSTICA (\(\overrightarrow {{F_{EL}}} \))

A força elástica aparece em molas ou objetos elásticos quando são retirados da sua posição de equilíbrio. A força exercida por uma mola ou um material elástico, é conhecida como força elástica.

No exemplo abaixo, a mola encontra-se em equilíbrio e não exerce força alguma. A força elástica somente aparece quando a mola é esticada ou comprimida em relação a posição de equilíbrio (x = 0).

A figura abaixo mostra uma mola comprimida. A posição x do objeto é negativa e a força elástica empurra o objeto de volta para a posição de equilibro.

Quando a mola é esticada (x > 0), o inverso ocorre. A força elástica surge para a esquerda e empurra o bloco para a posição de equilíbrio.

O valor de x representa o quanto a mola é esticada ou comprimida em relação a posição de equilíbrio.

A força elástica é diretamente proporcional a deformação x da mola, ou seja, são grandezas diretamente proporcionais.

\({F_{EL}} \approx x\)

As molas mais grossas exercem uma força elástica maior que molas mais finas. A grandeza associada a essa dependência é conhecida como constante elástica da mola (k).

\({F_{EL}} \approx k\)

A expressão para o cálculo da força elástica é

\({F_{EL}} = kx\)

5. FORÇA DE ATRITO (\(\overrightarrow {{F_{AT}}} \))

A força de atrito é uma força entre duas superfícies em contato. Em geral, a força de atrito atua no sentido contrário a tendência do movimento.

Existem dois tipos de força de atrito: o estático e o cinético.

5.1 Atrito Estático

A força de atrito estático surge quando tentamos tirar um corpo do repouso. Ao aumentarmos a força, a força de atrito também aumenta até atingir um valor máximo (força de atrito estático máximo).

Neste instante, a força de atrito estático chegou a seu limite e se a força aplicada for maior do que esse valor, o corpo entra em movimento.

Não há fórmula para calcular a força de atrito estático. Ela depende única e exclusivamente da força aplicada para tentar movimentar o corpo. Por exemplo, se você aplica uma força de 10 N paralela ao solo para movimentar uma mesa (e ela não se movimenta), a força de atrito estático também vale 10 N.

Porém, quando a força de atrito atinge o seu valor máximo, a expressão abaixo permite o seu cálculo.

\(\overrightarrow {{F_{AT\left( E \right)}}} = {\mu _e}\vec N\)

onde µ_e é conhecido como coeficiente de atrito estático (que depende exclusivamente das duas superfícies em contato) e a normal N.

5.2 Atrito Cinético

Quando um corpo passa a se movimentar, a força de atrito estático deixa de existir e passa a atuar uma outra força, conhecida como força de atrito cinético. Esta força é sempre menor que a força de atrito estático máximo (por isso, é mais fácil manter um corpo em movimento do que tirá-lo do repouso).

A força de atrito cinético é constante e pode ser calculado pela expressão

\(\overrightarrow {{F_{AT\left( C \right)}}} = {\mu _c}\vec N\)

onde µ_c é conhecido como coeficiente de atrito cinético (que depende exclusivamente das duas superfícies em contato).