Notificações
Você não tem notificações no momento.
Whatsapp icon Whatsapp
Copy icon

Mecânica Clássica

Mecânica Clássica é uma subárea da Mecânica. Suas principais áreas de estudo são a Cinemática, a Dinâmica, a Estática, a Hidrostática e a Hidrodinâmica.

Termo “Mecânica Clássica” em meio a fórmulas de Física.
A Mecânica Clássica é uma subárea da Mecânica. Ela geralmente é dividida em Cinemática, Dinâmica, Estática, Hidrostática e Hidrodinâmica.
Imprimir
Texto:
A+
A-
Ouça o texto abaixo!

PUBLICIDADE

Mecânica Clássica é uma subárea da Mecânica voltada aos estudos dos movimentos dos corpos na Terra e imersos em fluidos abaixo da velocidade da luz e as causas desses movimentos. A Mecânica Clássica é dividida principalmente nas áreas de Cinemática, Dinâmica, Estática, Hidrostática e Hidrodinâmica. O estudo da Mecânica Clássica é de grande importância para uma enorme gama de profissões, além de ser o conteúdo de Física que é mais cobrado no Exame Nacional do Ensino Médio (Enem).

Leia também: Física Moderna — a área da Física que surgiu para explicar alguns conceitos que a Mecânica Clássica não conseguia explicar

Tópicos deste artigo

Resumo sobre Mecânica Clássica

  • A Mecânica Clássica é uma subárea da Mecânica, uma das principais áreas da Física.

  • Ela estuda os movimentos dos corpos na Terra e imersos em fluidos abaixo da velocidade da luz e as causas desses movimentos.

  • As principais áreas de estudo da Mecânica Clássica são a Cinemática, a Dinâmica, a Estática, a Hidrostática e a Hidrodinâmica.

  • A Cinemática estuda as situações que ocorrem a partir do instante em que um corpo inicia o seu estado de movimento.

  • A Dinâmica estuda as causas que deram origem a algum movimento.

  • A Estática estuda as condições de equilíbrio em corpos extensos.

  • A Hidrostática estuda os fluidos em condições de equilíbrio estático.

  • A Hidrodinâmica estuda os fluidos em movimento quando sujeitos a forças externas não nulas.

  • As três principais áreas da Mecânica são a Mecânica Clássica, a Mecânica Quântica e a Mecânica Relativística.

  • A Mecânica Clássica é o conteúdo de Física que mais cai no Enem.

O que a Mecânica Clássica estuda?

A Mecânica Clássica estuda os movimentos dos corpos na Terra e imersos em fluidos abaixo da velocidade da luz, além das causas desses movimentos. Ela geralmente é dividida em Cinemática, Dinâmica, Estática, Hidrostática e Hidrodinâmica.

Principais áreas de estudo da Mecânica Clássica

Cinemática

Cinemática é a área da Mecânica Clássica que estuda o movimento dos corpos sem levar em conta as causas desse movimento. Em outras palavras, estudam-se situações que ocorrem a partir do instante em que um corpo inicia o seu estado de movimento. No âmbito da Cinemática, que é vista no ensino médio, estudam-se os tipos de movimento que veremos a seguir.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Movimento uniforme (MU)

Movimento uniforme é o movimento em que a velocidade de um corpo é constante, deslocando-se apenas em linha reta. A principal equação usada para o estudo do movimento uniforme é a função horária da posição.

  • Função horária da posição para o MU:

\(S_F =S_0 + vt\ ou\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)

Movimento uniformemente variado (MUV)

Movimento uniformemente variado é o movimento em que a velocidade de um corpo muda a taxas constantes. No caso em que o movimento tem a sua velocidade incrementada, dizemos tratar-se de um movimento acelerado; se a velocidade diminui, dizemos tratar-se de um movimento retardado.

As equações mais importantes para a descrição do movimento uniformemente variado são as funções horárias da posição e da velocidade e a equação de Torricelli.

  • Função horária da posição para o MUV:

\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ ou\ \triangle S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \triangle S =S_F -S_0 \)

  • Função horária da velocidade para o MUV:

\(V_F =V_0 + at\)

ou

\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)

  • Equação de Torricelli:

\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\triangle S\)

Movimento circular uniforme (MCU)

Movimento circular uniforme é o movimento em que a direção da velocidade de um móvel muda constantemente, de modo que a sua distância a um ponto do espaço permaneça constante. Mesmo que chamado de movimento circular uniforme, esse movimento é acelerado, uma vez que para que se possa descrever uma trajetória circular, é necessária a existência de uma aceleração centrípeta.

No estudo do movimento circular, deparamo-nos com uma grande quantidade de equações, sendo que existem: equações que calculam deslocamento e velocidade escalar; equações que calculam grandezas angulares, tais como velocidade angular; e, por fim, equações que servem para relacionar esses dois tipos de grandezas. Confira algumas das mais importantes equações do movimento circular.

  • Velocidade angular para o MCU:

\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)

ou

\(ω = 2πf\)

ou

\(ω = \frac{2π}T\)

  • Relação entre velocidade escalar e velocidade angular:

\(V = ωR\)

  • Frequência e período:

\(f = \frac{1}T\)

\(T = \frac{1}f\)

◦ Movimento circular uniformemente variado (MCUV)

Movimento circular uniformemente variado é o movimento que consiste em um caso um pouco mais geral do movimento circular uniforme. Nele, além de uma aceleração centrípeta, há acelerações angular e tangencial constantes, que fazem com que a velocidade angular do móvel varie de maneira uniforme. Assim como fazemos no movimento uniformemente variado, no estudo do MCUV usamos funções horárias de posição e velocidade bastante similares.

  • Função horária da posição angular do MCUV:

\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)

  • Função horária da velocidade angular do MCUV:

\(ω_F = ω_0 = at \)

Veja também: Técnicas para resolver exercícios de Cinemática

Dinâmica

A Dinâmica é a área da Mecânica Clássica que estuda as causas que deram origem a algum movimento. Nesse sentido, estudamos as forças que atuam sobre um corpo, as quantidades de movimento, a energia mecânica, o impulso e as grandezas relacionadas aos movimentos de rotação, tais como o torque e o momento angular.

Os fundamentos do estudo da Dinâmica do ensino médio são as três leis de Newton. Com base nelas, derivam-se as demais equações da subárea e também da Cinemática. Confira algumas das mais importantes fórmulas utilizadas no estudo da Dinâmica:

  • Segunda lei de Newton:

\(F=m\cdot a\)

  • Torque ou momento de uma força:

\(T=Fdsenθ\)

  • Momento linear ou quantidade de movimento linear:

\(Q=mv\)

  • Momento angular ou quantidade de movimento angular:

\(L=rQsenθ\)

  • Energia cinética:

\(E_c=\frac{mv^2}2\)

Estática

Estática é a área da Mecânica Clássica que estuda as condições de equilíbrio em corpos extensos, ou seja, determina quais devem ser as medidas ou ainda a intensidade de forças e torques para que um corpo de dimensões não desprezíveis possa permanecer em equilíbrio. No estudo da Estática, as leis de Newton são largamente utilizadas.

Rocha em equilíbrio estático, aspecto analisado em estática, uma das áreas da Mecânica Clássica.
A rocha exibida na figura encontra-se na condição de equilíbrio estático.

Hidrostática

A Hidrostática é a área da Mecânica Clássica que estuda os fluidos em condições de equilíbrio estático. Nela, estudamos massa específica, pressão, princípio de Stevin, teorema de Pascal e teorema de Arquimedes.

Hidrodinâmica

A Hidrodinâmica é a área da Mecânica Clássica que estuda os fluidos em movimento quando sujeitos a forças externas não nulas. Nela, estudamos vazão, equação da continuidade e princípio de Bernoulli.

Importância da Mecânica Clássica

A Mecânica Clássica possui grande importância em diversos aspectos. A seguir, destacamos algumas compreensões que só foram possíveis pela pesquisa em Mecânica Clássica:

Satélite em órbita como exemplo do que pode ser realizado a partir da Mecânica Clássica.
As leis da Mecânica Clássica possibilitam calcular a velocidade e a altura para colocarmos satélites em órbita.
  • A trajetória de foguetes, balas, dardos e flechas, explicada por meio das equações de lançamento de projéteis.

  • O escoamento de fluidos, descrito pela equação da continuidade, capaz de explicar o voo dos aviões, bem como as situações hidrostáticas, em que os fluidos encontram-se em repouso.

  • O funcionamento de máquinas simples, tais como planos inclinados, roldanas, talhas, balanças etc.

  • A trajetória de partículas eletricamente carregadas movendo-se sob a ação de campos elétricos e magnéticos, como ocorre no fenômeno da aurora boreal.

  • Corpos em queda livre ou até mesmo corpos que caem acelerados pela gravidade, mas que sofrem a ação da resistência do ar.

Veja também: Astrofísica — o ramo da Astronomia que se dedica ao estudo do Universo por meio de aplicações das leis da Física e da Química

Mecânica Clássica no Enem

Entre todas as áreas da Física, a Mecânica Clássica é aquela que está presente em maior quantidade nas questões do Enem, por isso é de grande importância que você seja capaz de:

  • compreender o significado por trás das equações da Cinemática, conseguindo relacioná-las a situações reais, bem como aos seus gráficos;

  • identificar e classificar movimentos progressivos, regressivos, acelerados e uniformes;

  • compreender o conceito de referencial e entender o que são movimentos relativos;

  • saber aplicar as três leis de Newton nos mais diferentes contextos;

  • compreender o conceito de energia mecânica, cinética e potencial e saber operar com essas quantidades;

  • fazer cálculos de colisões utilizando a quantidade de movimento, bem como a conservação da energia mecânica;

  • conhecer e compreender o funcionamento das leis de Kepler e de sua relação com a lei da gravitação universal;

  • entender como devem ser aplicadas as condições de equilíbrio estático a corpos cujas dimensões não podem ser desprezadas;

  • compreender as causas e efeitos dos movimentos de partículas e saber descrevê-las em forma de equações.

Quais são as principais áreas de estudo da Mecânica?

A Mecânica é uma das grandes áreas da Física. Ela é comumente dividida em:

  • Mecânica Clássica: um ramo da Mecânica que estuda os movimentos dos corpos na Terra e imersos em fluidos abaixo da velocidade da luz e as causas desses movimentos. Relaciona-se com os conhecimentos da área que são aplicáveis às situações macroscópicas.

  • Mecânica Quântica: um ramo da Mecânica que estuda o movimento de partículas diminutas, tais como átomos e moléculas.

  • Mecânica Relativística: um ramo da Mecânica que estuda o comportamento de corpos que se movem a velocidades próximas à velocidade da luz. É proveniente das descobertas do físico Albert Einstein.

Fonte

e-Física – Ensino de Física Online; USP – Universidade de São Paulo. Mecânica. Disponível em: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php?categoryid=132.

 

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

Escritor do artigo
Escrito por: Rafael Helerbrock Escritor oficial Brasil Escola

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Mecânica Clássica"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. Acesso em 21 de maio de 2024.

De estudante para estudante


Artigos Relacionados


Aceleração

Saiba mais sobre o que é aceleração, aprenda a calculá-la, entenda o seu significado físico e confira exemplos de exercícios resolvidos.
Física

Análise dimensional

Você sabe o que é análise dimensional ou tem dificuldade em usar essa ferramenta? Confira o nosso artigo e veja exemplos e exercícios resolvidos sobre esse tema.
Física

Como resolver exercícios sobre as leis de Newton?

Está com dificuldades em Física e à procura de dicas sobre como resolver exercícios sobre as Leis de Newton? Acesse o texto e confira algumas dicas sobre como resolver esse tipo de exercício e veja exercícios resolvidos sobre aplicações das leis de Newton.
Física

Força

Você sabe o que é força? Entenda o conceito, confira as fórmulas usadas para os diferentes tipos de força e veja qual é a relação entre as forças e as leis de Newton.
Física

Física

Conheça mais sobre a Física, uma das mais antigas e importantes ciências que tem contribuído, ao longo dos séculos, para o desenvolvimento científico e tecnológico da humanidade. A Física subdivide-se em áreas, como Mecânica, Eletromagnetismo, Termologia, Óptica e Ondulatória, que apresentam suas próprias subdivisões.
Física

Gravitação Universal

Saiba mais sobre a Lei da Gravitação Universal, a qual foi elaborada pelo físico inglês Isaac Newton. Ela relaciona o produto da massa de dois corpos com o inverso do quadrado de sua distância para determinar a intensidade da força de atração gravitacional existente entre eles. Venha entender o assunto aqui!
Física

Impulso

Conheça a fórmula que descreve essea grandeza física.
Física

Leis de Newton

Entenda as leis de Newton e confira alguns exemplos resolvidos, além de exercícios sobre esse assunto que caíram no Enem.
Física

Movimento uniforme

Saiba mais sobre o movimento uniforme, isto é, o movimento em que os móveis percorrem espaços iguais em intervalos de tempos iguais. Confira exemplos e equações!
Física