Na Física, o conceito de força resultante diz respeito a todas as forças que atuam em um corpo, no tocante a intensidade, direção e sentido. Trata-se de uma força imaginária usada para substituir as demais, pois produz o mesmo efeito. Continue lendo para saber mais.
A força resultante é aquela que equivale a todas as forças atuantes em um corpo, tanto em intensidade quanto em sentido e direção. Essa é uma ação imaginária usada para substituir todas as outras forças, produzindo assim o mesmo efeito.
Num corpo em que atuam as forças F1, F2 e F3, a força resultante é equivalente a:
FR = F1, + F2 + F3
Então, a força resultante equivale à soma das forças aplicadas ao corpo. O corpo estar parado ou em movimento é o efeito da força resultante. Logo, não consiste em uma força produzida por um agente externo como um empurrão ou puxão. É o efeito produzido pelas forças.
Toda força é uma grandeza vetorial, isto é, possui valor (módulo, intensidade), sentido e direção. Quando somamos as forças atuantes sobre um corpo é importante considerar não apenas os seus valores como também suas direções e sentidos. Há duas maneiras de encontrar força resultante:
De acordo com a segunda Lei de Newton, a força resultante é proporcional à aceleração produzida por ela. A aceleração e a força resultante têm a mesma direção e sentido. A partir da segunda Lei de Newton, matematicamente, a força resultante é o produto entre a massa do corpo e sua aceleração.
FR = m . a
Sendo:
Exemplo
Considere um corpo com massa de 5 kg caindo de uma janela do terceiro andar de um edifício. O corpo mantém uma aceleração de 9,81 m/s². Nesse caso, qual é a intensidade, direção e sentido da força que produz o movimento?
O movimento permanece na direção vertical com sentido apontado para o centro do planeta. A força atuante sobre esse corpo é a força da gravidade. Então, desprezando a resistência do ar, a gravidade é a única força atuante no movimento, esta é a força resultante.
O cálculo da intensidade da força pode ser feito da seguinte forma pela segunda Lei de Newton:
FR = m . a = 5.9,81 = 49,05 N
Os sentidos e as direções indicam quais são as operações que precisamos realizar para a determinação da força resultante. Quando as forças atuam na mesma direção devemos somá-las.
Se as forças estiveram na mesma direção, mas tiverem sentidos opostos então deveremos subtraí-las. As setas indicam os vetores que representam as forças.
Exemplo de mesma direção e mesmo sentido
2 N + 4 N = 6 N
2N 4N = 6N
Nesse caso, os módulos são somados.
Exemplo de mesma direção, mas em sentidos opostos
2 N – 4 N = – 2 N
2N 4N = -2N
Nesse caso, os módulos são subtraídos.
Importante
O sinal negativo diz respeito ao sentido. Sendo o sentido para a direita considerado positivo, a resultante será para a esquerda.
Soma de vetores perpendiculares (90º)
Se duas forças perpendiculares atuarem num mesmo corpo então se módulo é determinado pelo Teorema de Pitágoras.
FR = FX2 + FY2
As forças oblíquas são aquelas que realizam um certo ângulo entre si diferente de 90°. Nos casos em que as forças oblíquas atuam sobre o corpo podemos determinar seu módulo, direção e sentido através da regra do paralelogramo.
A determinação da direção e sentido pode ser feita traçando retas paralelas a cada vetor de força. O vetor resultante inicia no ponto de atuação das forças e termina na interseção das linhas paralelas. É dado por:
FR = FA2 + FB2 + 2. FA . FB . cos ∅
Em diversos casos, após a soma das foças, a força resultante é nula. Isso significa que seu módulo (valor) é zero. Nessa situação há dois casos que apresentaremos abaixo:
Dica
Para estar melhor preparado para as questões de força resultante do Enem indicamos que você resolva exercícios com esse tema. Lembrando que esse é um conteúdo recorrente nessas provas e pode fazer a diferença para compor a sua nota na prova. Atente-se ao sentido dos vetores.
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