Mecânica: materiais, propriedades, tipos e mais!
Dentro da Física existem diversos grupos de profissionais e estudiosos que ficam dedicados às áreas específicas para estudar os principais fenômenos desta ciência. Um ótimo exemplo disso é a mecânica: o campo de conhecimento que é responsável por tudo o que envolve movimentos.
Isto é, a mecânica está relacionada com os movimentos feitos pelos carros, pelas pessoas e até mesmo dos planetas. Por mais que pareça algo complicado ou difícil de compreender, essa matéria tem as mais variadas aplicações no dia a dia. Você verá tudo isso e muito mais logo abaixo! Vamos nessa?
Neste artigo você vai encontrar:
O que é mecânica?
Cada área de estudo da Física tem um assunto ao qual se dedica. Por exemplo, no ramo da eletricidade, é visto como acontece a geração de energia. Já em mecânica, são estudados e analisados os movimentos causados pelos corpos em geral. Isso abrange tanto aqueles que estão sob ação de uma força ou não, de forma que seja um ramo bastante extenso.
Alguns dos exemplos de movimentos que compõem a mecânica estão os de corpos em queda livre, colisões entre objetos ou corpos e a força de atrito do ar. Também faz parte dessa matéria saber sobre as leis de Kepler e sobre as três leis de Newton.
Compreender como se dá essa movimentação é de grande relevância por alguns motivos: o impacto que esse estudo tem em demais profissões, como Medicina e Engenharia, e por ser um dos temas mais cobrados nos vestibulares atuais.
Qual a origem da mecânica?
Está enganado quem pensa que a mecânica é apenas um grande grupo. O certo é ter o conhecimento de que, por ser um ramo importante e abrangente, há determinados tipos de mecânica para delimitar as áreas de estudo, seja de acordo com as características de cada ou com as origens ocasionadas por físicos diferentes.
Confira a seguir em detalhes quais são as definições das chamadas Mecânica Clássica, Mecânica Relativística e Mecânica Quântica. Saber diferenciá-las é ideal para acertar as questões de Física no Enem (Exame Nacional do Ensino Médio) e em vestibulares. Olha só!
Mecânica Clássica
A Mecânica Clássica, ou Mecânica Newtoniana, tem seus estudos fundamentados nas experimentações de Isaac Newton, Galileu Galilei e Johannes Kepler, e é datada do século XV.
Os movimentos observados neste contexto são aqueles que acontecem em uma velocidade menor que a da luz, podendo ser situações que envolvem corpos presentes no cotidiano. Além disso, a mecânica clássica é um ramo dividido em Cinemática, Dinâmica e Estática, como você verá logo a seguir.
Mecânica Relativística
Quando se comenta sobre a Mecânica Relativística, as descobertas feitas, por volta de 1905, pelo famoso físico alemão Albert Einstein estarão presentes, como na Teoria da Relatividade. Esse campo de estudo da mecânica é responsável por compreender os movimentos que ocorrem próximos ou iguais à velocidade da luz.
Veja também: Tudo sobre o Big Bang, a teoria da origem do Universo
O nome desta área tem como origem a teoria de que o tempo e o espaço em movimento são conceitos relativos e não absolutos, de forma que dependendo do ponto que um movimento está sendo observado, essa perspectiva pode ser diferente em medidas de tempo e espaço.
Mecânica Quântica
Mais uma área de mecânica é a quântica que tem origem nas descobertas de outros nichos da Física e Química por se tratar de estudos do movimento feito por pequenas partículas, como elétrons. Ela foi proposta por Max Planck, um físico alemão que se baseou nas teorias de Albert Einstein e de Niels Bohr.
Tipos de mecânica
Os estudos da mecânica clássica envolvem divisões que possibilitam uma maior atenção do que acontece em cada tipo de movimento, o que o causou e seu impacto no corpo em questão. Entenda abaixo:
Cinemática
Sendo uma das áreas mais vistas em sala de aula, a cinemática tem como ponto focal o estudo dos movimentos a partir do momento em que isso se inicia, isto é, sem analisar o que causou a ação do corpo se mexer.
Neste caso, são abordadas as seguintes classificações de movimentos: movimento uniforme (velocidade constante), movimento uniformemente variado (MUV), movimento circular uniforme e movimento circular uniformemente variado (MCUV).
Cada movimento citado acima tem as suas fórmulas para se chegar ao resultado que a questão-problema pede, podendo considerar posição, velocidade e outras medidas, visto que são feitas análises matemáticas desses acontecimentos.
Existem algumas fórmulas da cinemática que são mais utilizadas e mais cobradas em provas de vestibular. Confira quais as principais:
- Fórmula do movimento uniformemente variado, uma situação em que um objeto se move com uma aceleração constante:
- Equação derivada da integração da equação de velocidade com relação ao tempo, amplamente utilizada na física para determinar a posição final de um objeto sob aceleração constante:
Dinâmica
A dinâmica é reconhecida por estudar as forças que iniciam os movimentos dos corpos. Ou seja, há uma ação externa que impulsiona a movimentação, e que deve ser analisada. Também são vistos na dinâmica quais foram as quantidades de movimento, o impulso e grandezas, como o torque.
É nessa área em que estão as tão conhecidas pelos estudantes leis de Newton, assim como o estudo da energia mecânica. Por exemplo, na 1ª Lei de Newton é dito que um corpo em movimento tende a permanecer em movimento e um corpo em repouso tende a permanecer em repouso.
Para a aplicação destas leis, existem fórmulas de acordo com o que se procura descobrir na questão-problema. Por exemplo, a 2ª Lei de Newton tem a seguinte fórmula:
Em que F é a força escalar resultante, m é a massa e a é a aceleração escalar.
Estática
As leis de Newton também aparecem frequentemente na estática, como a 2ª Lei de Newton que diz que a aceleração é nula quando há equilíbrio entre as forças. Essa área estuda os corpos extensos em equilíbrio, isto é, procura analisar quais foram as condições das forças que agiram em um corpo ao se equilibrarem.
É importante saber que para que um corpo se encontre em equilíbrio é necessário que a soma das forças aplicadas sobre este corpo seja zero.
Resumo do que cai sobre mecânica no Enem e vestibulares
Se você já viu alguma prova anterior do Enem, é provável que tenha percebido quantas questões de mecânica estavam preenchendo a parte de Física, não foi? Pois bem, este conteúdo é bastante recorrente nos vestibulares, visto que a quantidade de aulas dedicadas a esse tema, assim como a aplicação de suas fórmulas, é grande.
Para aumentar as suas chances de gabaritar as questões de mecânica, estudar bastante é essencial. Por isso, não deixe de incluir em seus resumos e nas revisões desta matéria os pontos abaixo:
- Como se faz a aplicação das leis de Newton nos mais diversos contextos e problemas;
- Qual é o conceito do que são os chamados movimentos relativos;
- Como se dá a diferenciação dos movimentos uniformes, progressivos, regressivos e acelerados;
- Como pode ser feito o uso das leis de Kepler e a sua aplicação;
- Como acontece o equilíbrio estático em um corpo;
- O que é a quantidade de movimento e como incluí-la em cálculos.
Ficou curioso em saber como são as questões de mecânica? Separamos duas opções para você testar os seus conhecimentos e conhecer melhor o formato e conteúdo das questões agora mesmo!
Questão nº 01
(ENEM 2012) Um automóvel, em movimento uniforme, anda por uma estrada plana, quando começa a descer uma ladeira, na qual o motorista faz com que o carro se mantenha sempre com velocidade escalar constante.
Durante a descida, o que ocorre com as energias potencial, cinética e mecânica do carro?
A) A energia mecânica mantém-se constante, já que a velocidade escalar não varia e, portanto, a energia cinética é constante.
B) A energia cinética aumenta, pois a energia potencial gravitacional diminui e quando uma se reduz, a outra cresce.
C) A energia potencial gravitacional mantém-se constante, já que há apenas forças conservativas agindo sobre o carro.
D) A energia mecânica diminui, pois a energia cinética se mantém constante, mas a energia potencial gravitacional diminui.
E) A energia cinética mantém-se constante, já que não há trabalho realizado sobre o carro.
Questão nº 02
(ENEM 2018) Visando a melhoria estética de um veículo, o vendedor de uma loja sugere ao consumidor que ele troque as rodas de seu automóvel de aro 15 polegadas para aro 17 polegadas, o que corresponde a um diâmetro maior do conjunto roda e pneu.
Duas consequências provocadas por essa troca de aro são:
A) Elevar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais instável e aumentar a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
B) Abaixar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais instável e diminuir a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
C) Elevar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais estável e aumentar a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
D) Abaixar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais estável e diminuir a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
E) Elevar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais estável e diminuir a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
Gostou de conhecer os principais conceitos e fórmulas de mecânica? Esperamos que tenha te ajudado a estudar para o Enem e para outros vestibulares. Não deixe de praticar com simulados e tenha muita dedicação aos estudos. Assim, tirar uma boa nota será possível!
Agora que você sabe tudo sobre mecânica, leia também:
Texto escrito por: PRAVALER
