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Mecânica

A Mecânica é uma área da Física comumentemente subdividida em Mecânica Clássica, Mecânica Relativística e Mecânica Quântica.

Algumas das fórmulas da mecânica, uma das principais áreas da Física.
A Mecânica é a área da Física que explica grande parte dos fenômenos que ocorrem em nosso cotidiano.
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A Mecânica é uma das grandes áreas da Física. Ela estuda o movimento e o repouso dos corpos a partir da aplicação ou não de forças sobre eles e é subdividida em Mecânica Clássica, Mecânica Relativística e Mecânica Quântica. Através do seu estudo, é possível calcularmos a velocidade dos corpos, o alcance máximo em um lançamento, a aceleração da gravidade e muitas outras coisas.

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

Tópicos deste artigo

Resumo sobre Mecânica

  • A Mecânica é uma importante área da Física (ciência que explica os fenômenos da natureza por meio da Matemática).

  • Ela explica uma grande parte dos fenômenos que ocorrem no cotidiano.

  • As áreas de estudo da Mecânica são a Mecânica Clássica, a Mecânica Relativística e a Mecânica Quântica.

  • A Mecânica contribuiu na investigação dos efeitos e causas do movimento e repouso dos corpos, além do desenvolvimento e verificação dos estudos a respeito do Universo.

  • Na Mecânica, o conteúdo mais cobrado no Enem são as partes de Hidrostática, Cinemática e Dinâmica, estudadas na área de Mecânica Clássica.

  • A Mecânica está presente em várias situações cotidianas. Ela pode ser observada, por exemplo, em qualquer tipo de colisão e quando andamos.

O que a Mecânica estuda?

A Mecânica estuda o movimento, repouso e equilíbrio dos corpos sofrendo ou não a ação de forças. Por isso, ela é uma área da Física bastante extensa, conseguindo descrever quase todos os eventos que ocorrem no cotidiano.

Historicamente, a Mecânica teve seu estudo iniciado com as leis de movimento de Sir Isaac Newton, publicadas em seu livro Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, contudo ela existe desde o nascimento do Universo.

Diversos profissionais lidam diariamente com a Mecânica, como pilotos de avião, físicos, metereologistas, geólogos, engenheiros, arquitetos etc.

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Áreas da Mecânica

A Mecânica é dividida em três grandes áreas: a Mecânica Clássica, a Mecânica Relativística e a Mecânica Quântica. Entenda um pouco sobre cada uma delas a seguir.

→ Mecânica Clássica

A Mecânica Classica estuda o movimento dos corpos na Terra ou imersos nos fluidos abaixo da velocidade da luz, além das causas desses movimentos. Ela é dividida em Cinemática, Dinâmica, Estática, Hidrostática e Hidrodinâmica:

  • Cinemática: na Cinemática são investigados os movimentos dos corpos desconsiderando as razões que o ocasionaram. Nessa parte, estudamos movimento uniforme, movimento uniformemente variado, lançamento horizontal, lançamento oblíquo, movimento circular uniforme e movimento circular uniformemente variado.

  • Dinâmica: na Dinâmica são investigadas as causas do movimento dos corpos. Nessa parte, estudamos as leis de Newton, energia, trabalho, impulso, momento linear, colisões e gravitação universal.

  • Estática: na Estática são investigadas as condições necessárias para que os corpos estejam em equilíbrio. Nessa parte, estudamos centro de massa, equilíbrio, alavanca, torque e momento angular.

  • Hidrostática: na Hidrostática são investigados os fluidos em condições de equilíbrio estático. Nessa parte, estudamos massa específica, pressão, princípio de Stevin, teorema de Pascal e teorema de Arquimedes.

  • Hidrodinâmica: na Hidrodinâmica são investigados os fluidos em movimento quando sujeitos a forças externas não nulas. Nessa parte, estudamos vazão, equação da continuidade e princípio de Bernoulli.

→ Mecânica Relativística

A Mecânica Relativística estuda o movimento dos corpos a velocidades próximas à velocidade da luz e a relação entre tempo e espaço. Ela é dividida em relatividade restrita e em relatividade geral, que são teorias desenvolvidas por Albert Einstein.

→ Mecânica Quântica

A Mecânica Quântica estuda os fenômenos que acontecem nas escalas subatômicas e atômicas. As suas divisões ainda estão em andamento.

Importância da Mecânica

A Mecânica é uma área da Física de extrema importância em diversos aspectos. Os conhecimentos obtidos a partir dela permitiram sabermos modos, causas e consequências dos movimentos e repouso dos corpos, possibilitando que nós os recriássemos quando desejado, como o desenvolvimento do navio, avião e automóveis.

Além disso, a Mecânica propociou a ampliação e comprovação do conhecimento sobre os planetas, a partir da descoberta da lei da gravitação universal de Newton e das leis de Kepler.

Representação da importância dos estudos da Mecânica, uma das principais áreas da Física, em relação aos diferentes planetas.
Com a Mecânica, é possível prever o comportamento dos corpos nos planetas, como a força peso e a aceleração da gravidade que atuam sobre eles.

Mecânica no Enem

No Enem, sempre cai alguma questão relacionada à Mecânica Clássica, e as áreas de Hidrostática, Cinemática e Dinâmica são as mais abordadas. Em relação à Mecânica Relativística, é raro cair questões relacionadas a ela no Enem, já que a sua inserção nos conteúdos programáticos do ensino médio ainda é recente. E a Mecânica Quântica só é estudada no ensino superior, portanto não é cobrada no Enem.

Veja também: Dez equações de Física essenciais para o Enem

Exemplos da Mecânica

A Mecânica explica diversos fenômenos que observamos em nosso cotidiano, como:

  • A queda dos corpos ocasionada pela gravidade.

  • A aceleração de um corpo pela aplicação de uma força.

  • Os acidentes automobilísticos, em que o carro sai da curvatura devido à perda do atrito ou à alta velocidade.

  • Ao abrirmos a maçaneta ou brincarmos na gangorra, utilizamos o princípio de alavanca estudado na Mecânica.

  • Órbitas dos planetas e satélites.

  • Máquinas simples, como roldanas, planos inclinados, talhas, balanças e outras.

  • O ato de andar, já que aplicamos uma força no chão e recebemos a força que o chão faz sobre nós, caso contrário afundaríamos.

  • A porta automática dos shoppings, que funciona a partir da Mecânica Relativística.

Exercícios resolvidos sobre Mecânica

Questão 1

Das grandezas citadas nas opções a seguir, assinale aquela que estudamos na Mecânica.

A) reflexão da luz.

B) força eletromotriz.     

C) primeira lei de Ohm.      

D) campo elétrico.      

E) força.

Resolução:

Alternativa E.

A grandeza força é um conteúdo estudado na Mecânica, através das leis de Newton.

Questão 2

(PUC) A respeito do conceito de inércia, pode-se dizer que:

A) inércia é uma força que mantém os objetos em repouso ou em movimento com velocidade constante.

B) inércia é uma força que leva todos os objetos ao repouso.

C) um objeto de grande massa tem mais inércia que um de pequena massa.

D) objetos que se movem rapidamente têm mais inércia que os que se movem lentamente.

Resolução:

Alternativa A.

A primeira lei de Newton fala que a inércia é a força que mantém os objetos em repouso ou em movimento com velocidade constante.

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Mecânica. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Mecânica (vol. 1). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.

 

Por Pâmella Raphaella Melo
Professora de Física

Escritor do artigo
Escrito por: Pâmella Raphaella Melo Sou uma autora e professora que preza pela simplificação de conceitos físicos, transportando-os para o cotidiano dos estudantes e entusiastas. Sou formada em Licenciatura Plena em Física pela PUC- GO e atualmente curso Engenharia Ambiental e Sanitária pela UFG.

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

MELO, Pâmella Raphaella. "Mecânica"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica.htm. Acesso em 13 de outubro de 2024.

Videoaulas


Lista de exercícios


Exercício 1

(UFPR) Um ponto em movimento circular uniforme descreve 15 voltas por segundo em uma circunferência de 8,0 cm de raio. A sua velocidade angular, o seu período e a sua velocidade linear são, respectivamente:

A) 20 rad/s, (1/15) s, 280 π cm/s

B) 30 rad/s, (1/10) s, 160 π cm/s

C) 30 π rad/s, (1/15) s, 240 π cm/s

D) 60 π rad/s, 15 s, 240 π cm/s

E) 40 π rad/s, 15 s, 200 π cm/s

Exercício 2

(Fatec) Na teoria da relatividade restrita de Einstein, dois conceitos estudados referem-se ao fato de que, ao considerar um objeto propagando-se à velocidade da luz, podemos verificar

A) a dilatação do tempo e a dilatação do comprimento.

B) a contração do tempo e a dilatação do comprimento.

C) a dilatação do tempo e a contração do comprimento.

D) a dilatação do tempo sem contração do comprimento.

E) a contração do tempo sem contração do comprimento.

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Representações Gráficas

Gráficos: melhor forma de visualizar os acontecimentos e/ou fenômenos.
Física

Roldanas ou polias

Clique para saber tudo sobre roldanas ou polias. Confira aqui qual a função das roldanas, como elas funcionam, seus tipos e muito mais.
Física

Satélite brasileiro

2011: 18º aniversário do satélite brasileiro – SCD -1
Física

Satélite em Órbita

Como é possível colocar tal equipamento em órbita cirvcular ao redor da Terra? Saiba mais.
Física

Segunda lei de Kepler

Clique para saber tudo sobre a segunda lei de Kepler. Confira o que ela representa, sua fórmula e aplicabilidade, além de exercícios resolvidos sobre o assunto.
Física

Segunda lei de Newton

Clique aqui e descubra o que diz a segunda lei de Newton e qual a sua fórmula. Veja exemplos para compreendê-la melhor.
Física

Sistema em rotação – momento de inércia

Veja aqui como podemos relacionar, para um corpo em movimento circular uniforme, a segunda Lei de Newton e o momento de inércia de um corpo.
Física

Sistema Internacional de Unidades

Clique aqui e descubra o que é o Sistema Internacional de Unidades (SI), aprenda quais são as grandezas e as unidades fundamentais, e confira exercícios resolvidos.
Física

Superlua

Clique aqui e entenda como ocorre o fenômeno da Superlua, que somente voltará a acontecer de forma igual em 2034.
Física

Talha exponencial

Aqui você vai conhecer a talha exponencial, um dispositivo criado por Arquimedes que se constitui em um sistema de polias, uma fixa e outras móveis.
Física

Teorema de Stevin

Clique aqui, saiba o que diz o teorema de Stevin, conheça sua fórmula e descubra quais são suas aplicações.
Física

Terceira lei de Kepler

Clique para saber tudo sobre a terceira lei de Kepler. Confira aqui o que ela nos diz, sua fórmula e aplicabilidade, além de exercícios resolvidos sobre o assunto.
Física

Terceira lei de Newton

Você sabe o que é a terceira lei de Newton? Entenda como ela funciona, confira exemplos e aprenda o que são pares de ação e reação.
Física

Torque

Amplie seus conhecimentos sobre o torque, uma grandeza vetorial relacionada ao movimento rotacional. Veja o conceito, unidade, fórmula e exercícios resolvidos!
Física

Trabalho da força resultante: energia de movimento

Conheça o trabalho da força resultante de um móvel sobre uma superfície plana e horizontal.
Física

Trabalho de uma força

Você sabe o que é trabalho? Entenda a definição de trabalho, aprenda como é possível calculá-lo e conheça o teorema que relaciona o trabalho com a variação da energia cinética.
Física

Trabalho realizado por várias forças

Veja aqui como podemos determinar o trabalho realizado por várias forças atuando sobre um objeto.
Física

Tração

O que é tração? Aprenda a calculá-la e conheça diferentes casos em que podemos achá-la. Confira também exercícios resolvidos e exemplos.
Física

Transmissão do Movimento Circular

A movimentação conjunta.
Física

Três erros cometidos no estudo da gravitação universal

Fique por dentro dos três erros comuns cometidos no estudo da Gravitação Universal!
Física

Uma grandeza vetorial que se conserva

Observe aqui as características gerais da quantidade de movimento – uma grandeza vetorial que se conserva.
Física

Vasos comunicantes

Clique aqui para conhecer as relações entre as densidades e as pressões exercidas por líquidos contidos em vasos comunicantes.
Física

Velocidade angular

Clique aqui e saiba o que é velocidade angular, quais são suas fórmulas e como ela é calculada. Descubra também a diferença entre as velocidades angular e escalar.
Física

Velocidade de escape

Descubra o que é velocidade de escape e saiba como calculá-la. Conheça quais são as principais fórmulas e confira alguns exemplos de exercícios resolvidos.
Física

Velocidade Escalar Instantânea

Entenda os conceitos de velocidade escalar instantânea.
Física

Velocidade escalar média

O que é velocidade escalar média? Saiba a diferença entre velocidade escalar média e velocidade média e confira exemplos e exercícios resolvidos sobre o tema.
Física

Velocidade relativa

Clique aqui, saiba o que é velocidade relativa, conheça seus casos e veja exemplos.
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Velocidade vetorial

Acesse o nosso texto e aprenda mais sobre a velocidade vetorial. Confira exemplos, definições e exercícios resolvidos sobre o deslocamento e a velocidade vetoriais.
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