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Title: MECÂNICA
Author: Departamento de Ensino

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2015

Física

Curso
Curso

Física
Colégio
FÍSICA

1. MECÂNICA ...................................................................................................................................................................... 2
1.1. CINEMÁTICA ............................................................................................................................................................. 2
1.2. DINÂMICA ................................................................................................................................................................. 3
1.3. ESTÁTICA.................................................................................................................................................................. 5
2. TERMOLOGIA ................................................................................................................................................................... 6
2.1. TERMOMETRIA .......................................................................................................................................................... 6
2.2. DILATAÇÃO TÉRMICA ................................................................................................................................................. 6
2.3. CALORIMETRIA .......................................................................................................................................................... 6
2.4. GASES IDEAIS ........................................................................................................................................................... 7
2.5. TERMODINÂMICA ........................................................................................................................................................ 7
3. ELETRICIDADE ................................................................................................................................................................. 7
3.1. ELETRODINÂMICA....................................................................................................................................................... 7
3.2. ELETROSTÁTICA ........................................................................................................................................................ 8
3.3. ELETROMAGNETISMO ................................................................................................................................................. 9
4. ÓPTICA GEOMÉTRICA ..................................................................................................................................................... 10
4.1. REFLEXÃO DA LUZ ................................................................................................................................................... 10
4.2. REFRAÇÃO DA LUZ ................................................................................................................................................... 11
5. ONDULATÓRIA ............................................................................................................................................................... 11
5.1. FUNDAMENTOS ....................................................................................................................................................... 11
5.2. MOVIMENTO HARMÔNICOS SIMPLES........................................................................................................................... 11
5.3. FENÔMENOS ONDULATÓRIOS .................................................................................................................................... 12
5.4. ACÚSTICA ............................................................................................................................................................... 12

AUTOR: FRANCISCO DE S. T. SILVA
“TODOS OS DIREITOS RESERVADOS POR CURSO PH LTDA.”

Curso

Física
Colégio
FORMULÁRIO DE FÍSICA
No gráfico s x t

1. MECÂNICA
1.1. CINEMÁTICA
Grandezas básicas
Velocidade escalar média
S
t
Unidade S.I: [vm] = m/s
vm =

Aceleração escalar média

No gráfico v x t

v
t
Unidade S.I: [am] = m/s2
am =

Movimento Uniforme

v=

s
t

s

s0

v.t

Unidade S.I: [v] = m/s
Gráfico s x t

No gráfico a x t
Movimento Uniformemente Variado

a=

v
t

Unidade S.I: [a] = m/s2
a . t2
s s0
v 0 .t
2
v = v0 + a.t

v2
vm

v 20

2.a. s
s
t

v

v0
2

2

Curso

Física
Colégio
Cinemática Vetorial

Movimento vertical (MUV)

Velocidade vetorial média

Sy  S0  v 0y .t 

d
t

vm

g 2
.t
2

v y  v 0y  g.t
2
v 2y  v 0y
 2.g. Sy

Aceleração centrípeta

v2
R
Unidade S.I: [acp] = m/s2

Movimento horizontal (MU)

acp

Sx  v x .t

Aceleração vetorial
avetorial

acentrípeta

Lançamento horizontal
atangencial

Movimento vertical (MUV)

g 2
.t
2
v y  g.t
Sy 

Movimento Circular e Uniforme
Frequência e período
nº voltas
f
t
Unidade S.I: [f] = Hz
f

v y  2.g. S y

1
T

Movimento horizontal (M.U.)

Velocidade angular
1.2. DINÂMICA

 2. 

 2. .f
t
T
Unidade S.I: [] = rad/s


Leis de Newton
1ª Lei: Inércia

Velocidade linear
v

FR 

s 2.  .R

 2.  .R. f
t
T

Repouso (Equilíbrio estático)

 F  0 MRU(Equilíbrio dinâmico)


2ª Lei: Princípio Fundamental da Dinâmica

v  .R

FR 

F  m .

a

Unidade S.I: [F] = kg.m/s2 = N

Composição dos movimentos
Vresul tan tes  Vrelativa  Varrasto

3ª Lei: Lei da Ação e Reação

V A,C  V A,B  VB,C

FA,B   FB,A

Lançamento Oblíquo

Força Peso

Componentes da velocidade inicial ( é o ângulo entre v0
e a horizontal)

P  m.g
Na Terra 1 kgf ≈ 10N

v ox  v 0 . cos 

Plano Inclinado

v oy  v 0 . sen

Pt  P. sen 
PN  P.cos 

3

Curso

Física
Colégio
Força elástica

Trabalho da força elástica

Felástica  k. x
Unidade S.I: [k] = N/m

WFelástica  

k . x 2
2

Energia cinética
Associação de molas em série

EC 

1
1
1


 ...
K eq K1 K 2

m.v 2
2

Teorema da Energia Cinética
Associação de molas em paralelo

Wtotal  Ecinética

K eq  K1  K 2  ...

Soma dos W 

m.v 2 m.v 02

2
2

Força de atrito
Festático máx  E .N

Potência e Rendimento

Fcinético  C .N

Potência Mecânica

Resultante centrípeta

W
t
Unidade S.I: [P] = J/s = W

Fcp  macp 

Pm 

m.v 2
R

Pm = F.vm.cos (Potência média)
Pm = F.v.cos (Potência instantânea)

Resultante tangencial
Ft  mat onde at 

v
t

Rendimento



Trabalho

Putil
Ptotal

Trabalho de força constante

WF  F.d.cos 

Energia Mecânica

Unidade S.I: [W] = N.m = joule (J)

Energia Potencial Gravitacional
Epg  m.g.h

Trabalho do peso

Unidade S.I: [E] = J

Wpeso   m.g.h
Energia Potencial Elástica
Trabalho de força variável

EPE 

k . x 2
2

Sistema conservativo
EMECfinal  EMECinicial

ECf  Epf  Ec1  Ep1

4

Curso

Física
Colégio
Sistema dissipativo

Aplicação na reta:

EMEC final  EMEC inicial

IF  m.v  m.v 0
(Definir o referencial)

| EDiss |  EMEC inicial  EMEC final

Sistema mecanicamente isolado (colisões e explosões)
Gravitação Universal

total

total

QLogo depois  QLogo antes

Força gravitacional
Para dois corpos:
Fgravitacional

M.m
 G. 2
d

Q'A  QB'  QA  QB

Campo gravitacional

Colisão perfeitamente elástica: e = 1
Colisão parcialmente elástica: 0 < e < 1
Colisão perfeitamente inelástica: e = 0

M
d2
Unidade S.I: [g] = N/kg = m/s2
g  G.

1.3. ESTÁTICA

Dinâmica Impulsiva

Equilíbrio de ponto material

Quantidade de Movimento

F  0

Q  m.v

Equilíbrio de corpo extenso

Unidade S.I: [ Q ] = kg.m/s = N.s

Momento de uma força (Torque)
Impulso de uma força constante

M  F.d

IF  F. t

(M  F.d.sen)

Unidade S.I: [ M ] = N.m

Unidade S.I: [ I ] = N.s
Condição equilíbrio
Propriedade do gráfico F x t

total
total
| Mhorário
|  | Manti
horario |

1.4. HIDROSTÁTICA
Densidade Absoluta (Massa Específica)

m
V
Unidade S.I: [] = kg/m3


Conversão de unidades
Teorema do Impulso

1atm  105

N
(Pa)  76cmHg  10mH2O
m2

IFR  Q
dágua  1

Itotal  Qfinal  Qinicial

5

g
kg
 103 3
cm3
m

Curso

Física
Colégio
Pressão

Relação entre os coeficientes

Fnormal
Área
Unidade S.I: [p] = N/m2 (Pa)

  
 
1 2 3
Unidade S.I: [] = [] = [] = K1

Pressão absoluta

Dilatação dos líquidos

ptotal  patm  líquido . g. h

Vaparente  Vlíquido  Vrecipiente

p

aparente  líquido  recipiente

Pressão hidrostática (coluna líquido)
pcoluna  líquido .g.h

Transferência de calor
Fluxo de calor

Prensa hidráulica (Pascal)

K . A . 
L
Unidade S.I: [  ] = W/m2


F1
f
 2
A1 a2
Empuxo (Arquimedes)

2.3. CALORIMETRIA
E  líquido . Vimerso . g

Calor específico da água

Peso aparente

Cágua 

Pap  P  E

1cal
g.º C

Equivalente mecânico
2. TERMOLOGIA

1 cal = 4,18 J

2.1. TERMOMETRIA

Capacidade térmica

Escalas termométricas

C

c
  32 T  273
 F

5
9
5

Q


Cm.c

Unidade S.I: [C] = J/K
2.2. DILATAÇÃO TÉRMICA
Dilatação linear

Quantidade de calor sensível

L  L0 . a. 

Q = m . c . 

Unidade S.I: [L] = m

Unidade S.I: [Q] = J

Dilatação superficial

Quantidade de calor latente

S  S0 .  . 

Q=m.L

Unidade S.I: [S] = m2

Troca de calor

Dilatação volumétrica

Q

V  V0 . . 
Unidade S.I: [V] =

cedido

m3

6



Q

recebido

0

Curso

Física
Colégio
2.4. GASES IDEIAS

3. ELETRICIDADE

Equação de Clapeyron

3.1. ELETRODINÂMICA

p.V = n.R.T

Corrente elétrica

|Q|
t

Transformação de gás ideal

im 

p1 . V1 p2 . V2

n1 .T1
n2 . T2

Unidade S.I: [im] =

C
 ampère (A)
s

Isotérmica: T constante
Isobárica: P constante
Isovolumétrica: V constante

Leis de Ohm

2.5. TERMODINÂMICA

UAB = R . i

1ªLei da Termodinâmica

Unidade S.I: [U] = volt (V)

U  Q  W

2ª Lei de Ohm

Trabalho em uma transformação isobárica

L
A
ρ é a resistividade elétrica do material
Unidade S.I: [R] = 

1ª Lei de Ohm

R  .

W  p. V  n.R. T

Trabalho em transformação gasosa qualquer

Associação de resistores
Associação em série
itotal = i1 = i2 = ...
Utotal = U1 + U2 + ...
Req = R1 + R2 + ...
Associação em paralelo
Trabalho em transformação gasosa cíclica
itotal = i1 = i2 = ...
Utotal = U1 = U2 + ...
1
1
1


 ...
Re q R1 R2

Dois resistores em paralelo

Re q 

R1 . R2
R1  R2

N resistores iguais em paralelo
Re q 

Energia cinética média das moléculas de um gás

R
N

Gerador elétrico real

3
1
k .T  m.v 2 média _ moléculas
2
2
k  1,38 x1023 (cons tan te de Boltzamann)

ECM 

UAB =   r . i

7


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