Isaac Newton deu a melhor descrição das ligações entre força e movimento em suas três leis famosas, e aprender sobre elas é uma parte crucial do aprendizado da física. Eles lhe dizem o que acontece quando uma força é aplicada a uma massa e também definem o conceito-chave de força. Se você quiser entender a relação entre força e movimento, as duas primeiras leis de Newton são as mais importantes a serem consideradas, e elas são fáceis de entender. Eles explicam que qualquer mudança de mover para não se mover ou vice-versa requer uma força desequilibrada, e que a quantidade de movimento é proporcional ao tamanho da força e inversamente proporcional à massa do objeto.

TL ; DR (muito longo; não lidos)

Se não houver força, ou se as únicas forças estiverem perfeitamente equilibradas, um objeto ficará parado ou continuará se movendo exatamente com a mesma velocidade. Apenas forças desequilibradas causam mudanças na velocidade de um objeto, incluindo a mudança de sua velocidade de zero (ou seja, estacionária) para mais de zero (em movimento).

Primeira Lei de Newton: Forças Desequilibradas e Movimento

Entender o significado de “força desequilibrada” esclarece isso lei. Se duas forças agem em um objeto, uma empurrando-a para a esquerda e a outra empurrando-a para a direita, ela só se moverá se uma das forças for maior que a outra. Se eles tiverem exatamente a mesma força, o objeto apenas permanecerá onde está.

Uma maneira de imaginar isso é pensar em um conjunto de escalas, com pesos em ambos os lados. Os pesos estão sendo puxados para baixo pela gravidade, e a única coisa que afeta quanto a gravidade os atrai é a quantidade de massa existente. Se você tiver a mesma quantidade de massa em ambos os lados, a escala ficará parada. A escala só se move se você literalmente a desequilibrar em termos de massa. A diferença nas massas significa que as forças que atuam nos dois lados da balança estão desequilibradas, e assim a balança se move.

Imaginar movimento constante na mesma velocidade é mais difícil porque você não encontra isso no dia para vida cotidiana. Pense no que aconteceria se você tivesse um carrinho de brinquedo em uma superfície perfeitamente lisa (sem fricção) e não houvesse ar na sala. O carro ficaria parado a menos que fosse empurrado, como descrito acima. Mas o que acontece depois do empurrão? Não há atrito com a superfície para desacelerá-la e não há ar para retardá-la. A superfície equilibra a força da gravidade (por algo chamado de "reação normal", relacionada à terceira lei de Newton), e não há forças atuando sobre ela da esquerda ou da direita. Nesta situação, o carro continuaria viajando na mesma velocidade ao longo da superfície. Se a superfície fosse infinitamente longa, o carro continuaria a se mover nessa velocidade para sempre.

Segunda lei de Newton: o que é a força?

A segunda lei de Newton define o conceito de força. Afirma que a força aplicada a um objeto é igual à sua massa multiplicada pela aceleração que a força causa. Em símbolos, isto é:

F = ma

A unidade de força é o Newton - para reconhecer a pessoa que o definiu - que é uma maneira abreviada de dizer quilogramas por metro quadrado (kg m /s ^{2). Se você tem uma massa de 1 kg, e deseja acelerá-la em 1 m /s a ​​cada segundo, é necessário aplicar uma força de 1 N.}

Escrever a lei de Newton da seguinte maneira ajuda a esclarecer o link entre força e movimento:

a = F ÷ m

A aceleração, à esquerda, nos diz o quanto algo está se movendo. O lado direito mostra que uma força maior leva a mais movimento, se a massa do objeto for a mesma. Se uma força específica é aplicada, essa equação também mostra que a quantidade de aceleração depende da massa que você está tentando mover. Um objeto maior e mais pesado move-se menos que um objeto menor e mais leve, submetido ao mesmo tamanho de pressão. Se você chutar uma bola de futebol, ela se moverá muito mais do que se você chutar uma bola de boliche com a mesma força.