A grandeza força é uma das que se usa para medir as interações (as outras são o impulso, o trabalho e o calor). Força não é propriedade de uma partícula, mas sim de um par de partículas.
Dadas duas partículas isoladas do resto do Universo, mede-se a aceleração de ambas em um referencial inercial (se elas forem as únicas do Universo este será o baricentro delas) em cada instante. Observa-se que as acelerações jazem na reta que une as partículas, têm sentidos opostos e a razão entre seus módulos é constante para um dado par de partículas, independentemente do tipo de interação e da separação entre elas (isto não ocorre no domínio relativístico, devido à finitude da propagação das interações, o que obriga a introdução da partícula mensageira). Esse fato é empírico, portanto uma “lei”.
O inverso da razão das acelerações é definido como a “massa inercial” da partícula em relação à outra, tomada como unidade.
O produto da massa, assim definida, pela aceleração (no referencial inercial) é definido como a intensidade da “força de interação”.
A “Força” é o vetor que tem esse módulo e a direção e o sentido da aceleração sofrida. Note que se define força como a grandeza aplicada no corpo que a sofre e não no que a exerce.
Essas últimas proposições são “definições”.
Em decorrência vê-se que a força, assim definida, sofrida por cada um dos corpos, obedece às relações:
Tem o mesmo módulo em cada instante sobre os dois corpos;
Jaz na reta que une os corpos (partículas);
Têm sentidos opostos sobre cada uma delas.
Essas últimas afirmativas constituem o que é chamado de “Lei da Ação e da Reação” ou “Terceira Lei de Newton”.
Se houver mais de duas partículas, podemos definir a “força” exercida por uma delas sobre a outra como a sofrida por esta outra, caso não houvesse mais nenhuma senão a considerada. Então haveria várias forças de interação por parte dos diversos outros corpos. Mas a aceleração, por definição, tem que ser única. Se multiplicarmos a aceleração medida, pela massa do que a tem, teremos uma grandeza com a dimensão de força mas que não é força, porque não mede nenhuma interação. Denominamos isto de “Força resultante”. A força resultante é uma abstração matemática. Não é propriamente uma grandeza física. (continua)Agora vem a parte notável da Segunda Lei de Newton: O “Princípio da Superposição Linear”.
Verifica-se empiricamente, dentro do limite de forças não muito intensas (o que não ocorre, por exemplo, na interferência de raios lasers potentes), que essa força resultante coincide em módulo direção e sentido com a “Soma Vetorial” das forças de interação sobre o corpo considerado. Esta parte é empírica também. Note que não existe resultante de forças aplicadas a partículas diferentes. Assim a “ação” e a “reação” não têm resultante nula, pois estão em corpos diferentes.
Pode-se resumir o que foi dito até agora como:
“A soma vetorial das forças sobre uma partícula em um dado instante é igual à sua massa inercial multiplicada por sua aceleração vetorial neste mesmo instante, medida em um referencial inercial”.
A propósito, é interessante mencionar que o Cálculo Vetorial só tem a aplicabilidade que tem porque a natureza obedece ao “Princípio de Superposição Linear”, pelo menos aproximadamente.
Para terminar quero comentar como identificar que um referencial seja inercial. Isso é estatuído pela "Primeira Lei de Newton", ou "Princípio da Inércia", que diz que um corpo (em especial uma partícula, que é um corpo de dimensões desprezíveis em comparação com a trajetória de seu movimento), quando não sujeito a nenhuma interação por parte de ninguém, move-se com velocidade vetorial constante, isto é, ou está parado ou possui rapidez constante em uma trajetória retilínea. O que, em verdade, tal lei diz é que, quando isso ocorre, o referencial em que a velocidade está sendo medida é inercial.
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