Mecânica

Mecânica, ramo da física que se ocupa do movimento dos objetos e de suas respostas às forças. As descrições do movimento começam com uma definição cuidadosa de grandezas como o movimento, o tempo, a velocidade, a aceleração, a massa e a força. Pode ser dividida em dois grandes ramos: cinemática e dinâmica.

A cinemática ocupa-se da descrição do movimento, sem levar em conta suas causas. Existem vários tipos especiais de movimento fáceis de descrever. Em primeiro lugar, aquele no qual a velocidade é constante: a distância d percorrida é igual ao produto da velocidade pelo tempo: d = vt. Outro tipo especial é aquele no qual se mantém constante a aceleração. A distância percorrida é d = yat2. O movimento circular é outro tipo de movimento simples. Ocorre se um objeto se move com velocidade linear constante, mas a aceleração forma sempre um ângulo reto com sua velocidade: a aceleração está dirigida para o centro do círculo e se denomina aceleração normal ou centrípeta (Força centrípeta). Seu valor é a = v2/r.

A dinâmica estuda como e por que os objetos se aceleram, para o que tem de definir a força e a massa. Estas podem definir-se em função de um destes dois efeitos: uma força pode deformar algo, como uma mola, ou acelerar um objeto. Se um objeto está em equilíbrio, a força total e o momento total exercidos sobre ele devem ser zero (ver Momento de força). As três leis do movimento formuladas por Newton estabeleceram as bases da dinâmica. A primeira afirma que, se a soma vetorial das forças que atuam sobre um objeto é zero, o objeto permanecerá em repouso ou seguirá se movendo em velocidade constante. A segunda postula que a aceleração será proporcional à magnitude da força total e terá a mesma direção e o mesmo sentido desta. A constante de proporcionalidade é a massa m do objeto F = ma. No Sistema Internacional de unidades, a aceleração é medida em metros por segundo ao quadrado; a massa m se mede em quilogramas, e a força F, em newtons. A terceira lei diz que, quando um objeto exerce uma força sobre outro, este outro exerce também uma força sobre o primeiro. Esta, chamada força de reação, deve ter a mesma grandeza, mas sentido oposto.

A magnitude denominada energia une todos os ramos da física. No âmbito da mecânica, deve-se aplicar energia para realizar trabalho; o trabalho é definido como o produto da força pela distância que percorre um objeto na direção da força. A energia e o trabalho são expressos na mesma unidade, como, por exemplo, joules ou ergs.

Momento de força, em física, medida do efeito de rotação causado por uma força. É igual à grandeza da força multiplicada pela distância ao eixo de rotação, medida perpendicularmente à direção da força (Alavanca). Em vez de descrever a dinâmica de rotação em função do momento das forças, pode-se fazê-lo com base em pares de forças. Um par de forças é um conjunto de duas forças iguais e de sentido contrário aplicadas em pontos diferentes.

A Cinemática vetorial, parte da mecânica que se ocupa da descrição do movimento utilizando vetores: soma, diferença de vetores para calculos de posição, deslocamento, velocidade instantânea, velocidade média etc., através do módulo da velocidade.

Autoria: Danielle Teixeira