Manual Conciso de Física

Fórmulas das principais seções

Dinâmica

um ramo da mecânica que estuda o movimento dos corpos sob a ação de forças. Diferente da cinemática, a dinâmica responde à pergunta: por que um corpo se move?, ou seja, examina as causas das mudanças no movimento: forças, acelerações, massa.

1. Leis de Newton

Primeira Lei de Newton (Princípio da Inércia):

Fórmula para a Primeira Lei de Newton

F=0a=0
O que significa esta fórmula?

A primeira lei de Newton estabelece: se nenhuma força atua sobre um corpo, ou sua resultante é zero, ele mantém seu estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme.

Segunda Lei de Newton (Força e Aceleração):

Fórmula para a Segunda Lei de Newton: a aceleração do corpo é diretamente proporcional à força aplicada e inversamente proporcional à massa

a=Fm
O que significa esta fórmula?

Esta fórmula descreve como uma força que atua sobre um corpo provoca sua aceleração. É a lei fundamental da dinâmica.

Terceira Lei de Newton (Ação e Reação):

Fórmula para a Terceira Lei de Newton

F1 = F2
O que significa esta fórmula?

Se um corpo atua sobre outro, então o segundo atua sobre o primeiro com uma força de igual magnitude e direção oposta. A lei de interação.

2. Quantidade de Movimento e sua Conservação

Lei de Conservação da Quantidade de Movimento (em um sistema fechado):

Fórmula para a lei de conservação da quantidade de movimento

p1+p2 = p1+ p2
O que significa esta fórmula?

Em um sistema fechado, a quantidade de movimento total se conserva: antes e depois da interação. O apóstrofo significa "depois". Esta lei funciona desde os átomos até as naves espaciais.

Impulso da Força (variação na quantidade de movimento):

Fórmula para o impulso durante a interação do corpo em um sistema fechado

F·Δt=Δ(m·v)
O que significa esta fórmula?

Uma força que atua durante um tempo muda a quantidade de movimento de um corpo. Isso é especialmente importante em interações breves, mas potentes: impacto, disparo, frenagem.

Quantidade de Movimento de um Corpo (quantidade de movimento):

Fórmula para a quantidade de movimento do corpo

p=m·v
O que significa esta fórmula?

A quantidade de movimento é a quantidade de movimento de um corpo, dependendo de sua massa e velocidade. Quanto mais massivo e rápido é um objeto, maior é sua quantidade de movimento.

3. Movimento Circular

Força Centrípeta (movimento em direção ao centro):

Fórmula para a força centrípeta

F= m·v2 R = m·ω2·R
O que significa esta fórmula?

Para que um corpo se mova em círculo, é necessária uma força que o "atraia" para o centro. Aumenta com a massa e a velocidade, e diminui ao aumentar o raio. É utilizada para descrever satélites, carrosséis, curvas em estradas.

Primeira Velocidade Cósmica (movimento orbital):

Fórmula para a primeira velocidade cósmica

v= G·M R
O que significa esta fórmula?

Esta é a velocidade mínima em que um corpo pode se mover em órbita ao redor de um planeta sem propulsão de motor. Para a Terra, é de aproximadamente 7.9 km/s. Derivada da igualdade da força centrípeta e da força gravitacional.

4. Forças de Interação

Lei da Gravitação Universal (força gravitacional):

Fórmula para a lei da gravitação universal

F=G· m1·m2 r2
O que significa esta fórmula?

A força gravitacional entre dois corpos depende de suas massas e da distância entre eles. Esta é uma lei universal que atua em todo o Universo.

Peso de um Corpo (força da gravidade sobre o suporte):

Fórmula para o peso do corpo

F=m·g
O que significa esta fórmula?

O peso é a força com que um corpo atua sobre um suporte. Difere da massa: depende da gravidade e é determinado por m e pela aceleração g.

Força de Atrito (depende do suporte e da rugosidade):

Fórmula para a força de atrito

Ffr=μ·N
O que significa esta fórmula?

A força de atrito depende das propriedades das superfícies (μ) e da força com que o corpo é pressionado contra a superfície (N).

Força Elástica (Lei de Hooke):

Fórmula para a força elástica

F=k·Δx
O que significa esta fórmula?

Lei de Hooke: a deformação provoca uma força elástica que tende a devolver o corpo ao seu estado original. A direção é oposta ao deslocamento.

Momento de uma Força (efeito rotacional):

Fórmula para o momento de uma força

M=F·d
O que significa esta fórmula?

Descreve o "efeito rotacional" de uma força. Quanto maior for o braço de alavanca d, mais fácil será girar o corpo com a mesma força.

Força Normal de Reação do Suporte (resposta do suporte):

Fórmula para a força normal de reação

N=m·g
O que significa esta fórmula?

Em uma superfície plana, a força de suporte é igual ao peso do corpo e equilibra a força da gravidade, atuando para cima.

Princípio de Arquimedes (força de empuxo):

Fórmula para o Princípio de Arquimedes

FA=ρ·g·V
O que significa esta fórmula?

A força de empuxo de um fluido é igual ao peso do volume deslocado. Atua para cima e ajuda os corpos a flutuar.

Pressão do Fluido em Profundidade (pressão hidrostática):

Fórmula para a pressão hidrostática

P=ρ·g·h
O que significa esta fórmula?

A pressão em um fluido aumenta com a profundidade e depende da densidade ρ e da gravidade g. Esta fórmula é importante para calcular a flutuabilidade, os gradientes de densidade e a pressão no fundo dos recipientes. Frequentemente é utilizada em conjunto com o princípio de Arquimedes.