O que é força normal?

A força normal é responsável por manter dois objetos fisicamente separados no espaço. Sem ele, objetos sólidos se fundiriam sem nenhuma resistência. É causada fundamentalmente pelas forças elétricas de muitos átomos que se repelem. Os objetos são normalmente colocados em contato pela força gravitacional ou por colisão. A força normal é um conceito importante na mecânica clássica para calcular o atrito entre objetos sólidos.

Costuma-se dizer que existem quatro forças fundamentais da natureza: as forças gravitacionais, eletromagnéticas, nucleares fracas e nucleares fortes. A força normal é na verdade uma coleção de forças eletromagnéticas. No nível atômico, dois objetos resistem a serem esmagados, porque os elétrons de um objeto resistem aos do outro. Os elétrons têm uma carga negativa; portanto, dois elétrons tendem a se repelir quando estão próximos. Quando muitos átomos se comportam dessa maneira coletivamente, o resultado é a força normal.

Essa força é sempre direcionada perpendicularmente à superfície que a causa. Quando um carro está em terreno plano, a força normal é vertical e cancelará exatamente a força gravitacional. É por isso que um carro no nível do solo não acelera nem para cima nem para baixo. A força normal de um carro que desce uma colina, no entanto, forma um ângulo reto com a estrada - mesmo que a força gravitacional ainda seja direcionada verticalmente. Como essas forças não serão mais exatamente canceladas, um carro acelerará ladeira abaixo, mesmo que não seja usado gás.

Outra situação possível envolvendo a força é quando dois objetos estão colidindo. Quando isso acontece, não é a gravidade, mas o momento responsável pela força normal. A primeira lei de Newton afirma que os objetos em movimento permanecerão em movimento, a menos que sejam acionados por uma força externa. Portanto, objetos em colisão devem exercer forças um sobre o outro para que eles mudem de velocidade. De fato, é exatamente isso que eles fazem - as forças normais que exercem uma sobre a outra são suficientes para fazê-las se mover com suas velocidades finais.

Na mecânica clássica, a força normal é importante para determinar o atrito estático e cinético. Referem-se ao atrito entre objetos sólidos, como uma caixa deslizando pelo chão. Esse tipo de atrito é proporcional às forças normais - o que significa que dobrar a força normal dobrará a força do atrito. Nos casos cotidianos, o peso de um objeto é o responsável por sua força normal. É por isso que é mais difícil empurrar uma caixa pesada do que uma mais leve.