O documento discute os conceitos fundamentais da mecânica clássica, incluindo forças, movimento, energia e dinâmica newtoniana. As três leis de Newton governam o movimento e interação dos corpos, enquanto a lei da gravitação universal de Newton rege a atração entre massas no espaço.

1. Mecânica é a parte da física que estuda os
movimentos.
Cinemática estuda os movimentos sem
preocupação com suas causas.
Dinâmica estuda os movimentos
considerando suas causas.

2. Para Aristóteles, força era a causa da
velocidade de um movimento.
Para Newton, força é a causa da aceleração
do movimento.
Conceito de força

3. Força é um grandeza representada por um
vetor (simbolizado por seta). Ela possui:
Intensidade (valor numérico. No Sistema
Internacional é medida em Newton (N))
Direção (horizontal, vertical ou diagonal)
Sentido (para onde está apontando)
Deve haver uma orientação para o sentido
(se o apontamento for orientado como
positivo, o lado oposto necessariamente
será negativo)
Conceito de força

4. Qualquer grandeza que dependa de direção
e sentido além da intensidade é
representada por vetores.
Além da força, a velocidade, o deslocamento
e a aceleração também são grandezas
vetoriais.
Já tempo e massa, por exemplo, não
dependem de direção e sentido, logo não
são vetoriais (são grandezas escalares)
Observação

5. Isaac Newton enunciou as três leis
Principais da dinâmica:
Primeira Lei: Princípio da Inércia
Segunda Lei: Princípio Fundamental da
Dinâmica
Terceira Lei: Princípio da Ação e Reação
Leis de Newton

6. Princípio da Inércia
Todo corpo tende a manter seu estado de
movimento se não houver nenhuma força
agindo sobre ele.
Primeira Lei de Newton

7. Princípio Fundamental da Dinâmica
A valor da resultante das forças agindo em
um corpo é igual à sua massa multiplicada
por sua aceleração (Fr
= ma).
Segunda Lei de Newton
Há duas forças agindo nesse
bloco.
A resultante dessas forças é
igual à massa vezes a
aceleração do bloco.

8. Princípio da Ação e Reação
Toda força agindo em um corpo gera uma
força de reação no outro corpo com mesma
intensidade, mesma direção e no sentido
oposto.
Terceira Lei de Newton

9. Classificação Moderna
Há quatro tipos de forças no Universo:
- Gravitacional
- Eletromagnética
- Nuclear Fraca
- Nuclear Forte
Tipos de Força

10. As forças nucleares são relevantes apenas
em nível atômico e subatômico (e são mais
complicadas que as leis de Newton).
Exercícios de vestibular, em geral, usam os
tipos gravitacional e eletromagnética.
Tipos de Força

11. É a força de atração entre massas, descoberta
por Isaac Newton (ele de novo).
Somos atraídos pelo centro da Terra, logo a
força gravitacional que age em um corpo com
massa na Terra é sempre nesse sentido.
Força Gravitacional
Garoto caindo na direção do
centro da Terra.

12. A força gravitacional (normalmente chamada
de força peso) é o produto da massa pela
aceleração da gravidade do planeta (9,8 m/s2
).
E pela Terceira Lei, se a Terra nos atrai, nós
atraímos a Terra.
Força Gravitacional

13. Uma força de natureza eletromagnética tem a
ver com forças geradas por cargas elétricas.
Em mecânica, isso implica em forças geradas
por contato. Exemplo: quando empurro uma
caixa, o contato da minha mão com a caixa
tem natureza eletromagnética.
Força Eletromagnética

14. Normal
É a reação da superfície onde o corpo está.
Em um plano reto, está na mesma direção da
força peso.
Forças de Contato

15. Em um plano inclinado, a normal está
“espetada” no plano.
Forças de Contato

16. Tração
É a força ocasionada por algum fio ou corda.
Na figura, o carro puxa o bloco com uma corda
(e pela terceira lei, o carro também é puxado
pelo bloco).
Forças de Contato
Força que puxa o bloco Força que puxa o carro
Corda

17. Atrito
Toda superfície possui rugosidade e aspereza.
Uma força de atrito pode ser definido como a
resistência da superfície ao movimento.
É definida pela fórmula Fat
=μ.N
Forças de Contato

18. Atrito Estático
Se você empurra um piano e ele não sai do
lugar, é porque há uma força de atrito estático.
Ele só começará a se mover quando
você fizer uma força que supere essa força
de atrito estático.
Forças de Contato

19. Atrito Dinâmico
Quando um corpo já se move sobre uma
superfície com atrito, então há uma força
de atrito dinâmico no sentido oposto ao
movimento.
Forças de Contato

20. Força Elástica
É a força envolvida em molas e elásticos.
Está sempre na direção oposta ao
deslocamento do corpo.
Sua intensidade é dada por Fel
= - kx
Forças de Contato

21. Quando se aplica uma força em um corpo e o
corpo sofre um deslocamento na mesma
direção dessa força, dizemos que foi
realizado trabalho (normalmente usamos a
letra grega ζ para representar trabalho).
Trabalho
Caso a força não esteja na mesma
direção do deslocamento, apenas
a componente horizontal da força
realiza trabalho.

22. Energia não possui uma definição exata.
Podemos entender energia como aquilo que é
preciso ter para que trabalho seja realizado.
Exemplo: você se cansa quando empurra algo
pesado, logo você transformou a energia
armazenada no seu corpo em trabalho.
Energia é uma grandeza escalar, ou seja, não
precisa de direção ou sentido.
Tanto trabalho como energia são medidos em
Joule (J) no Sistema Internacional.
Energia

23. É a energia associada ao movimento de um
corpo.
Aparece como a soma da energia potencial e
da energia cinética de um corpo.
Energia Mecânica

24. É a energia armazenada em um corpo para ser
transformada em energia cinética. Em
mecânica, pode ser
potencial gravitacional ou potencial elástica.
Exemplos: Alguém em cima de um
escorregador tem energia potencial
gravitacional.
Energia Potencial

25. Exemplos: Uma flecha em um arco esticado
tem energia potencial elástica.
Energia Potencial

26. Um corpo pode perder energia para o meio
externo em forma de calor (devido ao atrito,
por exemplo), por isso sua energia mecânica
em um certo instante pode ser diferente de sua
energia mecânica depois.
Mas lembre-se: energia nunca some do nada
(ela pode ser transferida para o meio externo
em alguma forma, mas nunca desaparece ou
aparece do nada)
Conservação da Energia Mecânica

27. Na ausência de forças dissipativas (como
atrito), a Energia Mecânica se conserva (a
soma da energia potencial com a energia
cinética é a mesma em todos os instantes).
Conservação da Energia Mecânica

28. É o produto da massa pela velocidade de um
corpo. No Sistema Internacional é medida em
kg.m/s
A quantidade de movimento total de um
sistema é a soma da quantidade de movimento
de todos os corpos envolvidos.
Ao contrário da energia, quantidade de
movimento é uma grandeza vetorial, portanto
ela depende de direção e sentido.
Quantidade de Movimento

29. Conservação da Quantidade
de Movimento
A quantidade de movimento total do sistema
sempre se conserva.
Se você medir a quantidade de movimento total
antes de uma colisão e depois, verá que o valor
é o mesmo. Por outro lado, a energia mecânica
pode se alterar devido à colisão.

30. Impulso
Impulso é a variação da quantidade de movimento
de um corpo.
Também pode ser representado pelo produto
da força atuante em um corpo pelo tempo que
essa força dura.
É medido em N.s.

31. Força Centrípeta
É a força resultante responsável pela variação da
direção da velocidade em movimentos curvos
(como o movimento circular).
Exemplo: Quando se dá um looping, a resultante
no ponto mais alto (normal + peso) é a força
centrípeta que permite completar o looping.

32. Força Centrípeta
Exemplo: Quando se dá um looping, a resultante
no ponto mais alto (normal + peso) é a força
centrípeta que permite completar o looping.
A força centrípeta é dada por mv2
/R, ou seja,
depende da velocidade do corpo e do raio da
trajetória do movimento.

33. Potência
Potência é definida como a energia passada ou
recebida em um certo invervalo de tempo. É dada
por: P = E/Δt.
É medida no Sistema Internacional por W (J/s)
No caso da mecânica, normalmente aparece
como trabalho realizado em certo intervalo de
tempo (P = ζ/Δt)

34. Leis de Kepler
Johannes Kepler foi um astrônomo do século
XVII que percebeu algumas regularidades nas
órbitas dos planetas.
Tais leis ficaram conhecidas como leis de
Kepler.

35. Primeira Lei de Kepler
Os planetas movimentam-se em trajetórias
elípticas, tendo o Sol com um dos focos.

36. Segunda Lei de Kepler
Os planetas varrem áreas iguais em intervalos de
tempo iguais.

37. Terceira Lei de Kepler
O quadrado do tempo de uma volta do planeta ao
redor do Sol (ou seja, seu periodo de revolução)
é diretamente proporcional ao cubo de sua
distância ao Sol.
Colocando em números:
T2
= kd3
Onde T é o período, d é a distância ao Sol e k é um
número constante.

38. Lei da Gravitação Universal
Isaac Newton (ele de novo) percebeu que os
planetas giram ao redor do Sol devido à uma
força gravitacional que age à distância (como já
falamos antes).
A força gravitacional é a força de atração entre
massas.

39. Lei da Gravitação Universal
A força de atração gravitacional F entre um corpo
de massa m e outro de massa M separados por
uma distância d é dada por:
F = GmM/d2
Onde G é a constante gravitacional dada por
6,67.10-11
Nm2
/kg2
Essa é a Lei da Gravitação Universal.