F = ma é o fundamento da dinâmica. 1 newton acelera 1 kg a 1 m/s². Toda a força que sente é a massa a resistir à aceleração.

• 1 N = 1 kg·m/s²
• Força a dobrar → aceleração a dobrar
• A força é um vetor (tem direção)
• A força resultante determina o movimento

O peso é a força gravitacional: P = mg. A sua massa é constante, mas o peso muda com a gravidade. Na Lua, pesa 1/6 do seu peso na Terra.

• Massa (kg) ≠ Peso (N)
• Peso = massa × gravidade
• 1 kgf = 9,81 N na Terra
• Ausência de peso em órbita = ainda tem massa

As forças de contacto tocam em objetos (atrito, tensão). As forças de não contacto atuam à distância (gravidade, magnetismo, eletricidade).

• A tensão puxa ao longo de cordas/cabos
• O atrito opõe-se ao movimento
• A força normal é perpendicular às superfícies
• A gravidade é sempre atrativa, nunca repulsiva

O Newton (N) é a unidade base do SI. É definido a partir de constantes fundamentais: kg, m, s. É utilizado em todo o trabalho científico.

• 1 N = 1 kg·m/s² (exato)
• kN, MN para grandes forças
• mN, µN para trabalho de precisão
• Universal em engenharia/física

Unidades de força baseadas na gravidade da Terra. 1 kgf = força para segurar 1 kg contra a gravidade. Intuitivo, mas dependente da localização.

• kgf = quilograma-força = 9,81 N
• lbf = libra-força = 4,45 N
• tonf = tonelada-força (métrica/curta/longa)
• A gravidade varia ±0,5% na Terra

Dina (CGS) para pequenas forças: 1 dyn = 10⁻⁵ N. O Poundal (imperial absoluto) é raramente utilizado. Forças atómicas/de Planck para escalas quânticas.

• 1 dyn = 1 g·cm/s²
• Poundal = 1 lb·ft/s² (absoluto)
• Unidade atómica ≈ 8,2×10⁻⁸ N
• Força de Planck ≈ 1,2×10⁴⁴ N

1ª: Os objetos resistem à mudança (inércia). 2ª: F=ma quantifica-a. 3ª: Toda a ação tem uma reação igual e oposta.

• Lei 1: Sem força resultante → sem aceleração
• Lei 2: F = ma (define o newton)
• Lei 3: Pares de ação-reação
• As leis preveem todo o movimento clássico

As forças combinam-se como vetores, não como somas simples. Duas forças de 10 N a 90° resultam em 14,1 N (√200), não 20 N.

• São necessárias magnitude + direção
• Use o teorema de Pitágoras para forças perpendiculares
• As forças paralelas somam-se/subtraem-se diretamente
• Equilíbrio: força resultante = 0

Quatro forças fundamentais governam o universo: gravidade, eletromagnetismo, nuclear forte, nuclear fraca. Tudo o resto são combinações.

• Gravidade: a mais fraca, alcance infinito
• Eletromagnética: cargas, química
• Forte: liga quarks em protões
• Fraca: decaimento radioativo

Os edifícios suportam forças enormes: vento, terramotos, cargas. As colunas e vigas são projetadas para forças de kN a MN.

• Cabos de pontes: 100+ MN de tensão
• Colunas de edifícios: 1-10 MN de compressão
• Vento em arranha-céus: 50+ MN laterais
• Fator de segurança tipicamente 2-3×

O impulso dos foguetões é medido em meganewtons. Os motores de aeronaves produzem quilonewtons. Cada newton conta ao escapar à gravidade.

• Saturno V: 35 MN de impulso
• Motor do Boeing 747: 280 kN cada
• Falcon 9: 7,6 MN na descolagem
• Reimpulso da ISS: 0,3 kN (contínuo)

As chaves dinamométricas, os sistemas hidráulicos e os fixadores são todos classificados em força. É crucial para a segurança e o desempenho.

• Porcas de roda de carro: 100-140 N·m de binário
• Prensa hidráulica: 10+ MN de capacidade
• Tensão de parafusos: tipicamente na faixa de kN
• Constantes de mola em N/m ou kN/m

Divida por 10 para estimar: 100 N ≈ 10 kgf (exato: 10,2)

• 1 kgf = 9,81 N (exato)
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• Rápido: N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4,5 N. Divida N por 4,5 para obter lbf.

• 1 lbf = 4,448 N (exato)
• 100 N ≈ 22,5 lbf
• 1 kN ≈ 225 lbf
• Mentalmente: N ÷ 4,5 → lbf

1 N = 100.000 dinas. Basta mover a vírgula 5 casas.

• 1 dyn = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ dyn
• CGS para SI: ×10⁻⁵
• Raramente utilizado hoje

Impulso do foguetão Saturno V: 35 MN. Converta para libras-força.

35 MN = 35.000.000 N. 1 N = 0,22481 lbf. 35M × 0,22481 = 7,87 milhões de lbf

Pessoa de 70 kg. Peso na Terra vs. Marte (g = 3,71 m/s²)?

Terra: 70 × 9,81 = 686 N. Marte: 70 × 3,71 = 260 N. A mesma massa, 38% do peso.

Um cabo de ponte suporta 500 toneladas. Qual é a tensão em MN?

500 toneladas métricas = 500.000 kg. F = mg = 500.000 × 9,81 = 4,9 MN

O músculo masseter da mandíbula exerce 400 N de força de mordida (900 lbf). Crocodilo: 17 kN. Megalodonte extinto: 180 kN — suficiente para esmagar um carro.

A pulga salta com 0,0002 N de força, mas acelera a 100g. As suas pernas são molas que armazenam energia, libertando-a mais depressa do que o músculo consegue contrair-se.

Perto de um buraco negro, a força de maré estica-o: os pés sentem 10⁹ N a mais do que a cabeça. Chama-se 'espaguetificação'. Seria despedaçado átomo por átomo.

A gravidade da Lua cria marés com 10¹⁶ N de força nos oceanos da Terra. A Terra puxa a Lua de volta com 2×10²⁰ N — mas a Lua ainda se afasta 3,8 cm por ano.

A seda de aranha rompe-se a ~1 GPa de tensão. Um fio com 1 mm² de secção transversal suportaria 100 kg (980 N) — mais forte do que o aço por peso.

O AFM sente forças de até 0,1 nanonewton (10⁻¹⁰ N). Consegue detetar saliências de um único átomo. É como sentir um grão de areia da órbita.

Newton publica o Principia Mathematica, definindo a força com F = ma e as três leis do movimento.

Pierre Bouguer mede a força gravitacional em montanhas, notando variações no campo gravitacional da Terra.

Cavendish pesa a Terra utilizando uma balança de torção, medindo a força gravitacional entre massas.

A Associação Britânica define a 'dina' (unidade CGS) como 1 g·cm/s². Mais tarde, o newton foi adotado para o SI.

A CGPM define o newton como kg·m/s² para o sistema SI. Substitui o antigo kgf e as unidades técnicas.

O SI é oficialmente adotado globalmente. O newton torna-se a unidade de força universal para a ciência e a engenharia.

O microscópio de força atómica é inventado, detetando forças de piconewtons. Revoluciona a nanotecnologia.

Redefinição do SI: o newton é agora derivado da constante de Planck. Fundamentalmente exato, sem artefacto físico.

A massa (kg) é a quantidade de matéria; o peso (N) é a força gravitacional sobre essa massa. A massa permanece constante; o peso muda com a gravidade. Pesa 1/6 na Lua, mas tem a mesma massa.

O newton é absoluto—não depende da gravidade. O kgf/lbf assumem a gravidade da Terra (9,81 m/s²). Na Lua ou em Marte, o kgf/lbf estariam errados. O newton funciona em qualquer lugar do universo.

Pessoa média: 400 N de empurrão, 500 N de puxão (curta duração). Atletas treinados: 1000+ N. Levantamento terra de classe mundial: ~5000 N (~500 kg × 9,81). Força de mordida: 400 N em média, 900 N no máximo.

Kip = 1000 lbf (quilolibra-força). Os engenheiros de estruturas dos EUA utilizam kips para cargas de pontes/edifícios para evitar escrever números grandes. 50 kips = 50.000 lbf = 222 kN.

Raramente. A dina (unidade CGS) aparece em livros didáticos antigos. A ciência moderna utiliza milinewtons (mN). 1 mN = 100 dyn. O sistema CGS está obsoleto, exceto em alguns campos especializados.

O peso É uma força. Fórmula: F = mg. Exemplo: pessoa de 70 kg → 70 × 9,81 = 686 N na Terra. Na Lua: 70 × 1,62 = 113 N. A massa (70 kg) não muda.