Como se obtém a resultante?

As forças se somam como vetores: à parte as projeções em x e em y; depois o módulo e a direção. A aceleração a = ΣF/m tem o mesmo sentido da resultante.

O que significa equilíbrio no diagrama?

A resultante é zero: as setas se fecham. Então a = 0 — o corpo está em repouso ou se move em linha reta com velocidade constante.

Por que um corpo mais massivo acelera menos?

Pela segunda lei de Newton, a = ΣF/m. Com a mesma resultante, massa maior implica aceleração menor.

Diagrama de forças

Várias forças sobre o mesmo corpo: resultante e aceleração a = ΣF/m.

Sobre o modelo

O diagrama de forças (de corpo livre) reúne os vetores que atuam sobre um ponto material; a resultante ΣF fixa a aceleração pela segunda lei de Newton, a = ΣF/m. Cada força se decompõe em F_x = |F| cos θ e F_y = |F| sin θ; a soma das componentes dá ΣF_x e ΣF_y. Se ΣF = 0, o corpo está em equilíbrio (ou se move em linha reta com velocidade constante). Com a mesma ΣF, massa maior dá aceleração menor. As forças se dão por módulo e ângulo a partir do eixo +x; o atrito não aparece sozinho — é preciso acrescentá-lo como mais um vetor.

Para quem: 8º e 9º anos e 1ª série do ensino médio: composição de forças, segunda lei de Newton, equilíbrio.

Conceitos-chave

diagrama de forças
resultante
segunda lei de Newton
componentes de uma força
equilíbrio

Como funciona

Dá para aplicar até quatro forças a um mesmo corpo. Cada uma tem módulo (em newtons) e um ângulo medido no sentido anti-horário a partir do eixo +x: 0° aponta para a direita, 90° para cima. As setas coloridas são as forças que você liga; a seta grossa ciano é a resultante ΣF. A seta tracejada magenta é a aceleração a = ΣF/m (mesmo sentido de ΣF; o comprimento está em escala só para se ver). O diagrama se redesenha a cada quadro ao mover os controles.

Fórmulas principais

F_x = |F| cos θ, F_y = |F| sin θ

ΣF = Σ F_i (soma vetorial)

a = ΣF / m

Perguntas frequentes

Como se obtém a resultante?: As forças se somam como vetores: à parte as projeções em x e em y; depois o módulo e a direção. A aceleração a = ΣF/m tem o mesmo sentido da resultante.
O que significa equilíbrio no diagrama?: A resultante é zero: as setas se fecham. Então a = 0 — o corpo está em repouso ou se move em linha reta com velocidade constante.
Por que um corpo mais massivo acelera menos?: Pela segunda lei de Newton, a = ΣF/m. Com a mesma resultante, massa maior implica aceleração menor.

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