Física Clássica: Mecânica, Vetores, Cinemática e Dinâmica
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Grandezas Físicas e Vetores
Grandezas Físicas: São grandezas que podem ser medidas.
- Grandezas Fundamentais: Não precisam de um complemento. Exemplos: comprimento, massa, tempo, temperatura, etc.
- Grandezas Derivadas: Necessitam de complemento. Exemplos: velocidade, aceleração, força, energia, trabalho.
- Grandezas Escalares: Ficam perfeitamente entendidas com um número e uma unidade de medida.
- Grandezas Vetoriais: Necessitam, além de número e unidade de medida, de uma orientação (direção e sentido) para serem perfeitamente entendidas.
Vetor: É um ente matemático capaz de representar uma grandeza vetorial; possui módulo, direção e sentido.
Inércia: É a tendência de um corpo em permanecer no seu estado de movimento.
Operações com Vetores
Resultante de 2 vetores: R² = a² + b² + 2 · a · b · cos θ
- Mesma direção e sentido:
R = a + b - Mesma direção e sentidos contrários:
R = a - b - Dois vetores perpendiculares:
R² = a² + b² - Decomposição de vetores:
V² = Vx² + Vy²|Vy = V · sen θ|Vx = V · cos θ
Cinemática Vetorial e Escalar
Movimento Retilíneo (MRU e MRUV)
- Velocidade Média:
V = Δx / Δt - Equação Horária do MRU:
x = x₀ + V · t - Aceleração Média:
a = Δv / Δt - Aceleração Instantânea:
a = dV / dt - Equação Horária da Velocidade (MRUV):
V = V₀ + a · t - Equação Horária do Movimento (MRUV):
x = x₀ + V₀ · t + (a · t²) / 2 - Equação de Torricelli:
V² = V₀² + 2 · a · Δx
Lançamento Vertical e Movimento de Projétil
- Lançamento Vertical – Equação Horária do Movimento:
Δy = V₀ · t + (g · t²) / 2 - Equação das Velocidades:
V = V₀ + g · t - Equação de Torricelli:
V² = V₀² + 2 · g · Δy(ou2 · g · Δx) - Movimento de um Projétil:
- Movimento na horizontal:
Δx = Vx · t - Movimento na vertical:
Δy = V₀ · t + (g · t²) / 2|Vy = V₀y + g · t|Vy² = V₀y² + 2 · g · Δy
- Movimento na horizontal:
- Lançamento Oblíquo:
Vx = V · cos θ|Vy = V · sen θ- Movimento Horizontal:
Δx = Vx · t - Movimento Vertical: Subida (-), descida (+) (= projétil)
- Movimento Horizontal:
Movimento Circular Uniforme (MCU)
- Velocidade Linear:
V = 2 · π · R · f - Velocidade Angular:
ω = 2 · π · f - Aceleração Centrípeta:
Ac = V² / R - Força Centrípeta:
Fc = m · Ac
Dinâmica e Leis de Newton
a) Sem Atrito
Fr = F ➔ m · a = FFr = P - T ➔ m · a = m · g - TFr = T ➔ m · a = TFr = F - T ➔ m · a = F - TFr = T - Px ➔ m · a = T - m · g · sen θFr = Px ➔ m · a = P · sen θ
b) Com Atrito
N = P ➔ N = m · gFa = μd · NFr = F - FaFr = T - Fa ➔ m · a = T - FaPx = P · sen θ|Py = P · cos θFr = Px - FaFr = T - (Px + Fa)Fr = P - T ➔ m · a = m · g - T
Equilíbrio em um Ponto Material
Fr = P - T₁ ➔ T₁ = PT₂x = T₂ · cos θT₂y = T₂ · sen θΣFx = 0ΣFy = 0
Trabalho e Energia Mecânica
- Trabalho e Energia Mecânica:
τ = F · d · cos θ - Energia Cinética:
Ec = ½ · m · V² - Energia Potencial Gravitacional:
Epg = m · g · h - Energia Potencial Elástica:
Epe = ½ · k · x² - Energia Mecânica Total:
EM = Ec + Epg + Epe
Trabalho de Forças Específicas
- Trabalho da Força F:
τf = F · d · cos θ - Trabalho da Força Normal (N):
τN = N · d · cos θ - Trabalho da Força Peso (P):
τp = P · d · cos θ - Trabalho da Força de Atrito (Fa):
τfa = Fa · d · cos θ - Força Resultante:
Fr = F + P + N + Fa - Teorema da Energia Cinética (Trabalho):
τ = ΔEc = Ec - Ec₀ = ½ · m · V² - ½ · m · V₀²