Isaac Newton deu a melhor descrição dos elos entre força e movimento em suas três leis famosas, e aprender sobre elas é uma parte crucial do aprendizado de física. Eles dizem o que acontece quando uma força é aplicada a uma massa e também definem o conceito-chave de força. Se você deseja entender a relação entre força e movimento, as duas primeiras leis de Newton são as mais importantes a serem consideradas e são fáceis de entender. Eles explicam que qualquer mudança de movimento para não movimento 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 tempo; não leu)

Se não houver força, ou se as únicas forças estiverem perfeitamente equilibradas, um objeto ficará parado ou continuará se movendo exatamente na mesma velocidade. Somente forças desequilibradas causam mudanças na velocidade de um objeto, incluindo a alteração de sua velocidade de zero (ou seja, estacionária) para mais de zero (em movimento).
Primeira lei de Newton: forças e movimento desequilibrados

Primeira de Newton a lei diz que um objeto permanecerá em repouso (não em movimento) ou em movimento exatamente na mesma velocidade e exatamente na mesma direção, a menos que seja acionado por uma força "desequilibrada". Em termos mais simples, ele diz que algo só se move se for empurrado por outra pessoa, e que as coisas só param, mudam de direção ou começam a se mover mais rápido se algo o empurra.

A compreensão do significado de "força desequilibrada" esclarece isso lei. Se duas forças agirem sobre um objeto, uma empurrando-a para a esquerda e a outra empurrando-a para a direita, ela somente se moverá se uma das forças for maior que a outra. Se eles tiverem exatamente a mesma força, o objeto permanecerá onde está.

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

Imaginar movimentos constantes na mesma velocidade é mais difícil, porque você não encontra isso no dia a dia. dia-a-dia. Pense no que aconteceria se você tivesse um carro de brinquedo em uma superfície perfeitamente lisa (sem atrito) 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-lo e não há ar para desacelerá-lo. A superfície equilibra a força da gravidade (por algo chamado de "reação normal", relacionada à terceira lei de Newton), e não há forças agindo sobre ela da esquerda ou da direita. Nessa situação, o carro continuava viajando na mesma velocidade ao longo da superfície. Se a superfície fosse infinitamente longa, o carro continuaria se movendo nessa velocidade para sempre.
Segunda Lei de Newton: O que é Força?

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

F \u003d ma

A unidade de força é o Newton - para reconhecer a pessoa que o definiu -, que é uma maneira abreviada de dizer quilograma-metros por segundo ao quadrado (kg m /s) 2). Se você tem uma massa de 1 kg e deseja acelerá-la em 1 m /s por segundo, precisa aplicar uma força de 1 N.

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

a \u003d 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 se move menos que um objeto menor e mais leve, submetido ao empurrão do mesmo tamanho. 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.