Força – o que realmente é?

Força é um termo derivado da física, referindo-se a algo que pode causar aceleração ou deformação de um corpo. Força é o poder necessário para realizar o trabalho, no processo de consumo de energia.

O que faz com que forças ocorram e como elas são aplicadas?

A força aparece em quatro formas fundamentais, também conhecidas como as forças básicas da física:

1. Força Gravitacional
   A primeira delas é, claro, a força gravitacional (gravidade). Ela não só age através da Terra em nós, mas também na direção oposta. Mesmo que os impactos não sejam tangíveis, toda massa no universo atrai todas as outras massas. A força gravitacional é sempre atraente e depende não apenas de sua massa, mas também de sua distância de outras massas. Sua força é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. Isso significa que a força gravitacional tem um alcance infinito.
   As partículas de troca, “grávitons”, têm uma força relativa de 10^-38 e um intervalo [m] de ∞.

2. Força Eletromagnética
   A próxima força que nos é familiar da vida cotidiana é a força eletromagnética. Isso ocorre sempre que partículas carregadas eletricamente interagem, por exemplo, em eletricidade, ondas de rádio ou raios de sol. A força eletromagnética é causada pela carga elétrica e pode atrair (no caso de cargas opostas) ou repelir (onde as cargas compartilham a mesma polaridade). Seu alcance é infinito e, como a gravidade, diminui na raiz quadrada da distância entre as cargas.
   As partículas de troca, “fótons”, têm uma força relativa de 10^-2 e um intervalo [m] de ∞.

3. A Força Fraca
   Então chegamos à força fraca. Ela está intimamente ligada à radioatividade e faz com que nosso sol produza luz. A força fraca é a força que permite que as partículas elementares se transformem umas nas outras (por exemplo, um elétron pode se transformar em um neutrino e um quark pode se transformar em um quark diferente, um processo conhecido como decaimento beta, onde um nêutron se transforma em um próton). A força fraca ocorre apenas entre partículas subatômicas e seu alcance se estende apenas a um milésimo do diâmetro de um próton. Embora essenciais para a vida, as pessoas geralmente desconhecem a existência de forças fracas ou fortes.
   Partículas de troca, W⁺, W^– e Z⁰ têm uma força relativa de 10^-3 e um intervalo [m] de 10^-18.

4. A Força Forte
   A força forte é, em última análise, aquela que mantém os núcleos atômicos juntos. Quarks em cada núcleo se comunicam entre si trocando glúons. Quanto mais se afastam, maior é a força forte, e isso mantém essas partículas juntas. A força forte é a mais forte das quatro forças naturais, mas tem apenas o alcance de um diâmetro atômico.
   As partículas de troca, os glúons, têm uma força relativa de 1 e uma faixa [m] de 2,5*10^-15.

Nossa vida é, portanto, determinada por essas quatro forças. Atualmente, a física moderna supõe que, antes do Big Bang, apenas uma força elementar comandou tudo o que ocorreu. Durante a expansão que acompanhou o Big Bang, as quatro forças individuais, agora familiares a nós, se separaram. Na verdade, essas quatro forças são quatro formas de apresentação dessa força elementar. Se a teoria do Big Bang estiver correta, poderíamos descrever as quatro forças dentro de uma estrutura teórica compartilhada – conhecida como “Teoria de tudo”.

Na prática

Um sensor de deformação para medição de força em produção

Estamos quase completamente inconscientes das forças fortes e fracas. Em contraste, estamos muito conscientes das ações das forças da gravidade e do eletromagnetismo. Seja ao levantar cargas, medir pesos ou fixar pontes, sempre que surgirem tensões nos sistemas ou sempre que estivermos simplesmente em movimento.

Essas forças podem ser medidas. As forças podem ser medidas em guindastes, equipamentos de elevação e máquinas móveis, em geotecnologia, mecânica de palco, engenharia mecânica, tecnologia médica e robótica. Um sensor de força pode dar uma contribuição decisiva para poupar tempo como cliente, pois pode salvaguardar seu investimento, protegendo contra a possibilidade de falha mecânica.

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Nota
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