Mecânica

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

• 1 - Resumo sobre Mecânica
• 2 - O que a Mecânica estuda?
• 3 - Áreas da Mecânica
  • → Mecânica Clássica
  • → Mecânica Relativística
  • → Mecânica Quântica
• 4 - Importância da Mecânica
• 5 - Mecânica no Enem
• 6 - Exemplos da Mecânica
• 7 - Exercícios resolvidos sobre Mecânica

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.

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.

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