A força, como um conceito de física, é descrita pela segunda lei de Newton, que afirma que a aceleração ocorre quando uma força atua sobre uma massa. Matematicamente, isso significa F = ma, embora seja importante notar que a aceleração e a força são grandezas vetoriais (isto é, elas têm uma magnitude e uma direção no espaço tridimensional), enquanto a massa é uma grandeza escalar (ou seja, tem uma magnitude apenas). Em unidades padrão, a força tem unidades de Newtons (N), massa em quilogramas (kg), e a aceleração é medida em metros por segundo ao quadrado (m /s ^2).

Algumas forças são forças sem contato, o que significa que elas agem sem que os objetos que as experimentam estejam em contato direto umas com as outras. Essas forças incluem a gravidade, a força eletromagnética e forças internucleares. As forças de contato, por outro lado, exigem que os objetos toquem um ao outro, seja por um mero instante (como uma bola batendo e rebatendo de uma parede) ou por um período prolongado (como uma pessoa enrolando um pneu em uma colina).

Na maioria dos contextos, a força de contato exercida sobre um objeto em movimento é a soma vetorial de forças normais e de atrito. A força de atrito age exatamente em oposição às direções do movimento, enquanto a força normal atua perpendicularmente a essa direção se o objeto estiver se movendo horizontalmente em relação à gravidade.

Passo 1: Determine a Força de Atrito -

Essa força é igual ao coeficiente de fricção entre o objeto e a superfície multiplicado pelo peso do objeto, que é sua massa multiplicada pela gravidade. Assim F _{f = μmg. Encontre o valor de μ pesquisando em um gráfico on-line como o da Engineer's Edge. Nota: Às vezes você precisará usar o coeficiente de atrito cinético e em outras vezes você precisará saber o coeficiente de atrito estático.}

Suponha que esse problema seja F _{f = 5 Newtons.}

Passo 2: Determine a Força Normal

Esta força, F _{N, é simplesmente a massa do objeto vezes a aceleração devido à gravidade vezes o seno do ângulo entre a direção do movimento eo vetor de gravidade vertical g, que tem um valor de 9,8 m /s ^{2. Para este problema, assuma que o objeto está se movendo horizontalmente, então o ângulo entre a direção do movimento e a gravidade é de 90 graus, que tem um seno de 1. Assim F N = mg para os propósitos atuais. (Se o objeto estivesse deslizando numa rampa de 30 graus em direção à horizontal, a força normal seria mg × sin (90 - 30) = mg × sin 60 = mg × 0,866.)}}

Para este problema , suponha uma massa de 10 kg. F _{N é, portanto, 10 kg × 9,8 m /s ^{2 = 98 Newtons.}}

Etapa 3: Aplique o Teorema de Pitágoras para Determinar a Magnitude da Força de Contato Total

Se você imaginar a força normal F _{N atuando para baixo e a força de atrito F f atuando horizontalmente, a soma vetorial é a hipotenusa que completa um triângulo retângulo que une esses vetores de força. Sua magnitude é assim:}

(F _{N ^{2 + F f 2) (1/2),}}

que para este problema é

(15 ^{2 + 98 2) (1/2)}

= (225 + 9,604) ^(1/2)

= 99,14 N.