Qual é a natureza da força de empuxo?

30 de janeiro, 2014 às 15:31 | Postado em Interações fundamentais, Mecânica

Olá Professor Fernando Lang da Silveira !

Considerando as 4 naturezas de forças (Gravitacional, Eletromagnética, Nuclear Forte, Nuclear Fraca), o empuxo é de que natureza?

Obrigado.

O empuxo hidrostático é uma força de contato entre o fluido e o corpo imerso, uma força distribuída sobre toda a superfície de interação do corpo com o fluido decorrente da pressão que o fluido exerce no corpo.

Como TODAS as forças de contato, em nível microscópico o empuxo é explicado por uma interação eletromagnética entre os constituintes do fluido e do corpo. Vide também Natureza da força elástica de uma mola .

O mundo macroscópico é dominado pelas interações gravitacionais e pelas interações eletromagnéticas. As forças gravitacionais são facilmente identificadas no nosso cotidiano pois são exercidas em corpos submetidos ao campo gravitacional da Terra ou de algum corpo celeste como o Sol e a Lua. Por exemplo as forças de maré são de natureza gravitacional.

As restantes forças no nosso cotidiano são eletromagnéticas. Forças de contato como a força de atrito, a força normal, a força tensora, a força de empuxo, a força de resistência do ar, ….,  são de natureza eletromagnética.

Vide também um efeito inusitado do empuxo em Balão com comportamento inesperado!

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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Alexandre Medeiros (UFRPe)- Ótima resposta! Alguns estudantes têm grande dificuldade em identificar a natureza das forças envolvidas e confundem “forças fundamentais” com manifestações macroscópicas das mesmas. Pior ainda é ver estudantes de Física questionarem coisas como a “natureza” da FORÇA CENTRÍPETA.

 Ciclamio Barreto (UFRN)- Para quem nada sabia sobre a natureza da força de empuxo, sua resposta já aprofundou bastante. Não tenho dúvida que o questionador ficou satisfeito.

 Fernando Lang da Silveira – Eu tenho uma “bronca” com a tal força centrípeta.

 Para começar, QUALQUER força que aponte para UM centro pode licitamente ser denominada de força CENTRÍPETA (acepção 1).

 Entretanto o que usualmente se denomina da força CENTRÍPETA é a resultante de todas as forças sobre uma partícula em movimento circular uniforme (acepção 2) e que, portanto, de acordo com a Segunda Lei de Newton é o produto da massa da partícula pela ACELERAÇÃO CENTRÍPETA.

 Na cabeça de muitos de nossos alunos a tal aceleração centrípeta tem, erroneamente, um status diverso de outras acelerações pois é dito que a tal aceleração centrípeta não produz mudanças no valor da velocidade, apenas em sua orientação. Vejo os alunos, inclusive professores em serviço no nosso Mestrado Profissional, embasbacados com a seguinte pergunta: Considere uma partícula em movimento circular uniforme que tem a velocidade valendo 10 m/s. Qual é a variação da velocidade da partícula ao se deslocar por um quarto da circunferência?

 A resposta que SEMPRE recebi é que a velocidade não variou pois era 10 m/s e continuou 10 m/s. Entretanto a velocidade, APESAR DE NÃO SE ALTERAR EM VALOR, teve uma variação de cerca de 14 m/s. Este tema está discutido em Variação da velocidade no MCU? .

Perguntar pela natureza da força centrípeta (entendida esta em acordo com a acepção 2) é equivalente a perguntar sobre a natureza da resultante das forças (já que ela é a resultante das forças exercidas na partícula em MCU), da força referida na Segunda Lei de Newton. Ora, uma força resultante pode ser composta por forças de naturezas diversas. Um exemplo é o da  resultante das forças sobre um automóvel. Muitas forças são exercidas no automóvel (forças de atrito entre as rodas e a pista, força gravitacional, força de resistência do ar, …) e não tem sentido se falar na a natureza da  resultante das forças; tem sentido se falar na natureza de cada uma das forças exercidas no automóvel.

Assim tens razão sobre tua colocação relativa à natureza da força centrípeta caro Alexandre Medeiros.

Ciclamio Barreto – Os embasbacados confundem a magnitude da velocidade (speed) com a variação da velocidade (velocity).

 Alexandre Medeiros – Exatamente Fernando Lang da Silveira! A denominação “CENTRÍPETA” deve ser entendida como um mero ADJETIVO a ser empregado em qualquer força que exerça este papel. Nada tem a ver com uma suposta “natureza” da mesma. Seria, realmente, como perguntar sobre a “natureza” da força Resultante É algo tão absurdo como dizer que a “cidade” para onde existe o maior número de caminhos é a cidade de “RETORNO”. Rsrsrsrs …

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