Força Normal

Sempre que dois corpos interagem por contato surge um par de forças ação-reação, perpendicular às superfícies e obedecendo a 3ª lei de Newton. A essas forças de contato damos o nome de Forças Normais. ** lembrando que força normal e força peso não fazem ação e reação. Para entendermos melhor vejamos dois exemplos:
PLANO HORIZONTAL
No exemplo ao lado, uma caixa de peso é apoiado sobre uma superfície horizontal. No exato instante em que a mesa é submetida à ação de uma força igual ao peso da caixa, ela reage, aplicando sobre a caixa uma força perpendicular , oposta a .
Agora a caixa é submetida a duas forças: seu peso e a força normal . Como elas são opostas e de mesma intensidade, a resultante das forças sobre a caixa é zero. Alguns aspectos relacionados a essas forças devem ser esclarecidos:

PLANO INCLINADO

No exemplo anterior analisamos a situação de um corpo apoiado sobre um superfície plana onde a intensidade da força normal coincide com a intensidade do peso desse corpo.
Veremos agora um caso em que além da intensidade da força normal não coincidir com o peso, a resultante das forças sobre o corpo não é zero.

A animação ao lado mostra um corpo de massa m apoiado num plano inclinado, que forma um ângulo a com a horizontal. A força peso sempre possui uma direção que é radial, com sentido para o centro da terra.
Para facilitar nosso estudo, iremos estabelecer um sistema de coordenadas em que o eixo X coincide com a direção de movimento do bloco.

	Observe que por semelhança de triângulos, o vetor P forma com o eixo Y o mesmo ângulo a de inclinação do plano.
Sabemos do estudo de vetores, que podemos decompor o vetor peso em duas componentes, correspondendo as projeções de P sobre os eixos X e Y.
As componentes escalares Px e Py são respectivamente:
O sinal menos indica apenas que estas componentes possuem sentidos contrários aos eixos X e Y. Analisemos agora a resultante das forças que atuam respectivamente nas direções Y e X de nosso sistema de coordenadas.

	Nesse caso, a força normal que o bloco exerce sobre o plano é exatamente igual a componente do peso. Em reação, o plano inclinado exerce sobre o bloco uma força normal , oposta a .
= -
A intensidade da força normal é determinada por:
Assim, a resultante das forças na vertical é igual a:
Como Py e N são opostos, concluímos que:
Com relação ao eixo X podemos aplicar a 2ª lei de Newton e calcular a aceleração de descida do bloco.

Observe que a única força que age nessa direção é a componente do peso do bloco.
Subistituindo (I) em (II), temos

No plano inclinado a aceleração de descida do bloco é menor que a gravidade local e proporcional ao seno do ângulo de inclinação da rampa: quanto maior o ângulo de inclinação, maior a aceleração de descida.

Exercícios de Fixação de Força Peso

1) Qual o seu peso de uma pessoa de 60kg, considerando a aceleração da gravidade igual a 9,8m/s²?


Resposta
Dados
g = 9,8m/s²
m = 60kg

Conhecendo-se o valor da gravidade local, a intensidade do peso de um corpo é calculado pela expressão: P = m . g

Assim, P = 60 x 9,8 P = 588N

Força Peso

Sabemos que ao abandonarmos os corpos de uma certa altura, eles simplesmente caem em movimento retilíneo e acelerado até atingirem o solo.

Quando lançados obliquamente eles descrevem movimento curvilíneo e retardado até uma altura máxima e em seguida retornam ao solo em trajetória curvilínea, porém acelerado.

Esses fatos mostram claramente que alguma força age sobre os corpos, independente de sua condição de movimento, atraindo-os sempre para a superfície da terra.

No movimento de corpos celestes, constatamos que um astro sempre orbita em torno de outro sob a ação de uma força de atração. Nesses movimentos os corpos são constantemente acelerados (aceleração centrípeta) por uma força que é dirigida para o centro de curvatura da órbita. Como exemplo, podemos citar a rotação de um satélite artificial em torno da terra, ou da terra em torno do sol.

Quando a atração ocorre entre um corpo próximo à superfície de um astro, damos à força de atração gravitacional o nome de peso.

O peso é uma força, e como tal obedece às leis de Newton.

Com base na 2ª lei de Newton, podemos escrever:


onde
representa a força peso do corpo
a aceleração com que o corpo é atraído para a superfície do astro
m é a massa do corpo que está sendo atraído

Unidades de Peso

Sendo o peso uma força, sua unidade no Sistema Internacional (SI), é o Newton (N). Uma unidade de peso muito utilizada, principalmente em engenharia é o quilograma-força (Kgf).

Um quilograma-força é definido como sendo a força equivalente a intensidade do peso de 1 Kg numa região onde a gravidade é de 9,80665m/s2.

Assim, 1Kgf equivale a aproximadamente 9,8N.

Quando alguém expressa erroneamente a frase:

"estou pesando 70kg",

está na verdade querendo dizer 70Kgf, o que corresponde a aproximadamente 700N.