Como resolver problemas que envolvem força

Em nosso dia a dia podemos dizer que estamos constantemente fazendo uso da força, seja quando estamos puxando ou empurrando objetos. Quando levantamos do chão uma sacola cheia de produtos de limpeza, por exemplo, estamos exercendo força sobre a sacola. Ao empurrar um automóvel, seja ele grande ou pequeno, estamos fazendo força.

Sendo assim, podemos concluir que a força atua sempre entre dois corpos causando mudança na velocidade ou também causando uma deformação. E não podemos nos esquecer de que força se trata de uma grandeza vetorial, portanto a força apresenta módulo, direção e sentido.

Vejamos então uma básica estratégia que pode ser usada na resolução de problemas que envolvem corpos sujeitos a forças:

1) ler com atenção todo o enunciado e identificar o que está sendo solicitado;

2) fazer um esquema da situação;

3) identificar os objetos envolvidos na situação;

4) desenhar todas as forças que atuam em cada objeto;

   4.1)  inicialmente colocar a força peso dirigida para baixo;

   4.2)  identificar as forças de contato com outros objetos. Essas forças sempre atuam perpendicularmente à superfície de contato;

   4.3) quando houver cordas, lembrar que elas sempre exercem forças de tensão, que tendem a puxar o objeto pelo ponto de aplicação e na direção da corda. O valor do módulo da tensão em uma corda é igual em todos os pontos: quando dois objetos estão conectados por uma corda, a tensão que ela exerce sobre qualquer um deles tem o mesmo módulo. Roldanas apenas mudam a direção da corda;

5) fazer um desenho, em separado, para cada objeto. Colocar nesse desenho um esquema de todas as forças que atuam sobre o objeto. Esse esquema é conhecido como diagrama de corpo livre;

6) escolher um sistema de referência;

7) aplicar a Segunda Lei de Newton para cada um dos objetos e para as componentes x e y das forças.

F_r=m.a

∑F_x =F_1x+F_2x+⋯=m.a_x

∑F_y =F_1y+F_2y+⋯=m.a_y

Se necessário, usar as equações da cinemática para encontrar as quantidades solicitadas pelo enunciado.