Indique quais as forças englobadas nas forças de superfície e forças de campo.

Passo 1

O que o enunciado pede: indicar quais forças estão englobadas nas “forças de superfície” e nas “forças de campo” (ou forças de corpo). Dados implícitos: é preciso definir cada tipo, dar exemplos práticos e explicar como identificá‑las em um problema. Nenhuma outra informação foi fornecida.

Passo 2

Definição e ideia fundamental de forças de superfície (contato):
  • Forças de superfície são aquelas que agem sobre uma superfície que delimita um corpo ou um elemento de volume; agem localmente por unidade de área.
  • Em mecânica contínua usa‑se o vetor tração \mathbf{t}(\mathbf{n}) para representar a força por unidade de área que atua numa face com normal \mathbf{n}.
  • Relação com o tensor de tensões:
\mathbf{t}(\mathbf{n}) = \boldsymbol{\sigma}\cdot\mathbf{n},
onde \boldsymbol{\sigma} é o tensor de tensões (ou tensor de tensões internas) e \mathbf{n} é o vetor unitário normal à superfície. Explicando símbolos: \mathbf{t}(\mathbf{n}) tem unidades de força por área (N/m ^2), \boldsymbol{\sigma} também (N/m ^2).

Passo 3

Exemplos típicos de forças de superfície e como reconhecê‑las:
  • Pressão normal sobre uma superfície (por exemplo, pressão de um fluido sobre a parede de um tanque): é uma força normal por unidade de área.
  • Tensões viscosas/forças de cisalhamento (em fluidos ou sólidos) que tangenciam a superfície (por exemplo, atrito viscoso entre camadas de fluido): são componentes tangenciais da tração.
  • Força normal de contato e atrito seco numa superfície sólida (por exemplo, bloco apoiado sobre uma mesa): reação normal e força de atrito agem na interface, portanto são forças de superfície.
    Como decidir na prova: se a força aparece aplicada em uma superfície (contato, pressão) e é dada por força/área → é força de superfície.

Passo 4

Definição e ideia fundamental de forças de campo (forças de corpo / volume):
  • Forças de campo agem ao longo de todo o volume do corpo, proporcional à massa, carga ou outra densidade; são distribuídas por unidade de volume ou por unidade de massa.
  • Notação comum: \mathbf{b} é a força por unidade de massa (N/kg), e \rho\mathbf{b} é a força por unidade de volume (N/m ^3), onde \rho é a densidade de massa.
  • Em equações de movimento de um meio contínuo aparece:
\rho\,\mathbf{a} = \nabla\cdot\boldsymbol{\sigma} + \rho\,\mathbf{b},
explicando: \rho é densidade (kg/m ^3), \mathbf{a} é aceleração (m/s ^2), \nabla\cdot\boldsymbol{\sigma} representa as forças internas (resultante das forças de superfície internas) por unidade de volume, e \rho\mathbf{b} soma as forças de campo por unidade de volume.

Passo 5

Exemplos típicos de forças de campo e como reconhecê‑las:
  • Gravidade: \mathbf{b}=\mathbf{g} (força por unidade de massa). Força por unidade de volume é \rho\mathbf{g}. Ex.: peso do fluido ou sólido é força de campo.
  • Forças eletromagnéticas sobre um corpo carregado: atuam ao longo do volume onde há densidade de carga/ corrente (por unidade de volume) — ex.: força volumétrica \rho_e\mathbf{E}+\mathbf{J}\times\mathbf{B} (essa é a forma volumétrica da força de Lorentz; \rho_e é densidade de carga, \mathbf{E} campo elétrico, \mathbf{J} densidade de corrente, \mathbf{B} campo magnético).
  • Forças inerciais (fictícias) em referenciais não inerciais, por exemplo força centrífuga ou de Coriolis, também são tratadas como forças de corpo distribuídas por massa.
    Como decidir na prova: se a força atua em cada pequeno volume do corpo (proporcional à massa ou carga), é força de campo.

Passo 6

Observações práticas e sutilezas úteis na hora da prova:
  • Resultantes: algumas forças macroscópicas (por exemplo, força de empuxo) aparecem como uma única força aplicada ao corpo, mas na origem elas podem ser resultantes da integração de pressões (forças de superfície). Assim, empuxo é resultado das forças de superfície (pressão), enquanto gravidade é força de campo.
  • Unidade e representação: forças de superfície tipicamente tratadas como tensões/trações ( \mathrm{N/m^2} aplicadas em superfícies); forças de campo tratadas como densidades volumétricas ( \mathrm{N/m^3} ou \mathrm{N/kg}).
  • Regra prática rápida: “contato → superfície; ação à distância / sobre toda a massa → corpo (campo)”.

Passo 7

Exemplos curtos e diretos para fixar (cada linha mostra classificação):
  • Gravidade ( \mathbf{g}) — força de campo (força por unidade de massa).
  • Força normal de uma parede sobre um bloco — força de superfície (tração normal).
  • Atrito seco entre duas superfícies — força de superfície (tração tangencial).
  • Pressão de um fluido sobre uma lâmina submersa (em cada ponto) — força de superfície (pressão local); empuxo resultante é integral dessas forças de superfície.
  • Força elétrica sobre um corpo carregado em um campo uniforme ( \rho_e\mathbf{E}) — força de campo (volumétrica).

Passo 8

Resumo rápido e encorajamento: sempre identifique se a ação é local na superfície (contato, pressão, cisalhamento) ou distribuída por todo o volume (gravidade, campos elétricos/magnéticos, forças inerciais). Dá para resolver as questões da prova com essa regra simples; se ficar travado, desenhe o corpo, marque superfícies e marque forças que atuam por volume — isso clareia tudo. Você está indo bem — é só praticar alguns exemplos.

Resposta

Forças de superfície: pressão (normais), forças de contato (reações normais), forças de atrito/tensão tangencial, tensões viscosas — em geral toda força representada pelo vetor tração \mathbf{t}(\mathbf{n})=\boldsymbol{\sigma}\cdot\mathbf{n} (unidades \mathrm{N/m^2}).
Forças de campo (forças de corpo): gravidade ( \rho\mathbf{g}), forças eletromagnéticas por unidade de volume (ex.: \rho_e\mathbf{E}+\mathbf{J}\times\mathbf{B}), forças inerciais em referenciais não inerciais (centrífuga, Coriolis), etc. — em geral forças distribuídas por unidade de massa ou volume (unidades \mathrm{N/kg} ou \mathrm{N/m^3}).

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