De acordo com as leis do movimento de Newton, uma força desequilibrada é aquela que causa uma mudança no movimento do objeto ao qual a força é aplicada. Um objeto em repouso ou em movimento constante continua em repouso ou em movimento inalterado, a menos que esteja sujeito a uma força desequilibrada. Nesse caso, o objeto acelera na direção da força de acordo com a equação: força é igual a massa vezes a aceleração. Uma força desequilibrada continua a acelerar um objeto até que uma nova força contrária se acumule e um novo equilíbrio de forças seja estabelecido. O objeto acelerado mantém uma velocidade constante e a força anteriormente desequilibrada é equilibrada pela nova força.
TL; DR (muito tempo; não leu)
Uma força desequilibrada é uma força que altera a posição, velocidade ou direção do objeto ao qual é aplicado. A força desequilibrada acelera o objeto com a aceleração diretamente proporcional ao tamanho da força e inversamente proporcional à massa do objeto.
Como funcionam as forças desequilibradas
Em uma situação de estado estacionário, todas as forças são equilibradas com todos os objetos em repouso ou movendo-se em uma determinada direção a uma velocidade fixa. Se uma força começa a aumentar ou uma nova força é introduzida, a situação pode mudar, dependendo da força da força crescente ou da nova. Se a força crescente ou nova força é fraca, um novo equilíbrio de forças é estabelecido e nada muda. Se a força crescente ou nova se tornar forte demais para o equilíbrio de forças existente, os objetos acelerarão, se moverão e mudarão de posição ou velocidade. A situação continuará mudando até que um novo equilíbrio de forças seja alcançado.
Por exemplo, um carro rodando em ponto morto em uma estrada reta e plana está sujeito a várias forças equilibradas e desequilibradas. O peso do carro empurrando para baixo é exatamente equilibrado pela força do asfalto empurrando para cima. O carro, portanto, não acelera para cima ou para baixo. O atrito dos pneus rolando no asfalto e a resistência do ar são duas forças desequilibradas que agem para desacelerar o carro. A inércia do carro mantém o carro rolando, mas as duas forças desequilibradas diminuem a velocidade até parar. Quando o carro para, todas as forças estão em equilíbrio novamente e não há nova aceleração, a menos que o motorista ligue o carro e afaste-se, adicionando uma nova força desequilibrada que supera as duas forças anteriores.
Forças Desequilibradas Comuns
Forças comuns que geralmente são desequilibradas incluem a força da gravidade e as forças aplicadas. Quando essas forças são desequilibradas, os objetos aceleram, mudam de posição e encontram novas configurações para as quais todas as forças são novamente equilibradas.
O peso de um objeto é a força exercida pela gravidade sobre esse objeto. Se uma maçã está pendurada em uma árvore, a força descendente da gravidade é equilibrada pela força ascendente do caule da maçã presa a um galho. Quando a maçã está madura, o caule se desprende. Nesse momento, a força ascendente se torna zero, e há uma força desequilibrada da gravidade para baixo. A maçã cai. Quando atinge o chão, a Terra fornece uma nova força ascendente igual à força da gravidade, e a situação é novamente equilibrada.
As forças aplicadas são importantes porque são usadas para mover objetos de acordo com propósitos específicos. Por exemplo, para mover uma mesa da sala de jantar para o outro lado da sala contra uma parede, uma ou mais pessoas aplicam uma força pressionando-a. Antes que a nova força seja aplicada, tudo está em equilíbrio.
No início, as pessoas podem não pressionar muito e a mesa não se move. Então as pessoas empurram a mesa e os pés empurram o chão com a força do atrito. Da mesma forma, a mesa empurra para trás com uma força igual devido ao atrito de suas pernas no chão. Eventualmente, as pessoas se esforçam o suficiente para criar uma força desequilibrada para superar o atrito da mesa, e a mesa acelera a deslizar pelo chão. Quando as pessoas o empurram contra a parede, há um novo equilíbrio de forças e uma nova situação de estado estacionário. Em todos esses casos, forças desequilibradas causam um rearranjo de objetos para uma nova situação equilibrada.