TEXTO CAUSAS DOS MOVIMENTOS FORCAS

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CAUSAS DOS MOVIMENTOS: FORÇAS 
 
Vanderlei S. Bagnato – Professor do IFSC-USP 
 
 
 
 
 
 
UM PROGRAMA DE COOPERAÇÃO ENTRE A UNIVERISDADE DE SÃO 
PAULO E A UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 
 
 
 
 
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Causas dos movimentos: Forças 
 
É possível caracterizar os movimentos sem entendermos as suas causas. 
No entanto, sem entendermos suas causas, não podemos entender de fato como 
o sistema chegou a uma determinada situação de estado de movimento, muito 
menos será possível prever uma situação futura. 
Quando um corpo está em movimento em relação a outro, pode-se dizer 
que uma ou mais ações provocaram a diferença de estado de movimento entre 
os dois corpos observados. 
A Ciência, durante muitos séculos, observou os movimentos tentando 
desvendar suas causas. Sempre houve muito a ser observado, já que quase nada 
está em repouso na natureza. O rio vai colina abaixo, o pássaro voa, a Lua se 
move, o Sol, as estrelas etc. 
Ficou óbvio para muitos que o movimento de um corpo sofria alterações 
consideráveis com a interferência de um segundo corpo. A flecha não sai voando 
sozinha, é preciso um arco que a arremesse. Uma bola que rola ladeira abaixo 
ganha velocidade e, quando vai ladeira acima, perde. 
O que faz a Lua girar ao redor da Terra? 
Qual a razão de sermos arremessados ao para-brisa do carro em uma 
freada brusca? Por que o cavaleiro continua seu movimento quando o cavalo 
resolve parar repentinamente? 
Este tipo de questionamento conviveu com diversos cientistas ao longo de 
séculos. Para eles, como que para a maioria de nós, tudo parece óbvio, até que 
nos perguntam a causa dos movimentos. Foi o físico e matemático Isaac Newton, 
que no século XVII conseguiu correlacionar tudo que se movia e criar novos 
conceitos capazes de explicar os movimentos de uma forma coerente. Para 
podermos entender as ideias de Newton, devemos começar definindo alguns 
conceitos, que até então não eram necessários, apenas para caracterizar as 
grandezas que descrevem o movimento. 
Massa: vamos começar com a massa de um corpo. Um corpo pode ter massa 
maior ou menor, independente de seu movimento ou tamanho, certo? A massa é 
uma característica intrínseca de um objeto, que vai depender essencialmente da 
quantidade e do tipo de matéria nele presente. O conceito é intuitivo. 
O que tem mais massa? Um copo cheio de ar ou de água? 
A resposta é óbvia. A questão é: como medimos a massa? 
 
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Há de fato diversas formas de medir. A mais comum é colocar em uma 
balança em repouso, mas poderíamos medir de outras formas, como pela 
facilidade para movermos o corpo etc. A massa dos corpos é um conceito 
importante em nosso contexto. 
Força: é fácil sentir seu efeito, mas não é tão fácil se conceituar. Todos 
sentem algo quando levam um empurrão. Aquele efeito do empurrão é 
caracterizado por uma força. Quando jogamos bola, o chute que faz a bola 
adquirir velocidade também é caracterizado por uma força. A Força que atua nos 
objetos sempre depende de um segundo agente para fazê-la ocorrer. A flecha 
arremessada por um arco, também sofreu a ação de uma força. A maioria dos 
exemplos de força mencionados demonstra a necessidade de contato para 
caracterizarmos a sua ação. São as chamadas forças de contato. Mas e a força 
que mantém a Lua presa na Terra? Não existe contato, mas existe a atração. A 
força é realmente uma entidade física, capaz de agir sobre corpos em contato ou 
à distância, mas tem diversas naturezas. É interessante que a força seja uma 
forma de quantificar a ação de um agente sobre um objeto, por exemplo. A noção 
de força existia mesmo antes de Newton, mas não se tinha notado o quanto ela 
é necessária para nos ajudar a investigar as causas dos movimentos e de seus 
vários estados. 
Observando isso, Newton criou três princípios, ou leis, que permitem 
relacionar o movimento de um corpo, e toda sua variação, com uma característica 
intrínseca a ele – a massa – e outra que atua sobre ele como um esforço externo 
– a força. Para Newton, só se pode entender o comportamento do movimento 
de um objeto se for possível relacionar as grandezas que caracterizam o 
movimento, ou seja, a velocidade e sua variação, denominada aceleração, com 
as grandezas massa e força. 
As chamadas três leis de Newton podem ser descritas assim: 
 
1ª Lei de Newton: Um corpo permanece em repouso ou em movimento 
retilíneo uniforme até que uma força aja sobre ele. 
 
Nesta lei, Newton reconhece que repouso e movimento retilíneo uniforme 
são conceitos equivalentes e definidos como estados de equilíbrio. Isto é 
consequência da ausência de repouso absoluto. O interessante é que para mudar 
este estado, um agente externo tem que agir e modificar esta situação. 
Esta é a razão de tendermos a prosseguir em movimento quando estamos 
dentro do ônibus e ele freia repentinamente. Tendemos a permanecer no estado de 
 
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movimento inicial. Também explica a razão de ser mais difícil parar um carro andando 
a 10 cm/s quando comparamos com um carrinho de bebê na mesma situação. 
 
2ª Lei de Newton: A magnitude da mudança do estado de movimento 
de um corpo depende da intensidade da força exercida sobre ele e de 
sua massa. Quantitativamente, Força = Massa × Aceleração (F = ma). 
 
Pode-se dizer que um corpo está acelerado quando sua velocidade varia, 
caracterizando novo estado de movimento a cada instante. Para causar esta 
mudança o esforço mecânico por meio da força é necessário. O efeito no 
movimento promovido pela ação de uma força depende da massa do corpo. 
Portanto, para mudar o estado de movimento de um vagão de trem do repouso 
a 1 km/h é necessário mais esforço do que fazer o mesmo com uma bicicleta. 
Nesta lei, Newton criou a forma de quantificarmos a mudança de movimento, 
sendo sempre necessário o conhecimento da força. 
 
3ª Lei de Newton: Quando um agente atua sobre um corpo através de 
uma força, este último reage de volta sobre o agente com uma força 
igual e oposta. Elas são denominadas de Ação e Reação. 
 
A ocorrência de uma força sobre um corpo depende da ação um agente 
que, ao aplicar a força “sente” a resistência agindo sobre ele. Quando 
empurramos uma caixa, parece que a caixa não quer ir, pois ela age de volta 
sobre nós. A ação e reação agem em corpos diferentes, e é por isso que o 
esforço realizado gera resultado. Se eles agissem no mesmo corpo, o resultado 
seria nulo. Você pode ser erguido pelo braço pela ação de uma força externa 
(outra pessoa, por exemplo), mas nunca pela sua própria ação. A razão, neste 
caso, é que a ação e a reação se fecham no mesmo corpo, gerando resultado 
nulo. Se uma pessoa puxar outra pelo braço para cima, com bastante força, 
conseguirá levantá-la do chão. No entanto, sentirá seu peso puxando para baixo. 
Usando adequadamente essas leis, pode-se resolver praticamente todos 
os problemas de mecânica tradicional envolvendo movimento, tendência de 
movimento e variações dos movimentos.