Física ENEM: Mecânica Essencial

Cartões · 51

Velocidade Média (Cinemática)

v = Δs / Δt. Onde: v = velocidade média (m/s), Δs = variação de espaço ou deslocamento (m), Δt = intervalo de tempo (s).

Função Horária da Posição no MRU

s = s0 + v.t. Onde: s = posição final (m), s0 = posição inicial (m), v = velocidade constante (m/s), t = tempo decorrido (s).

Aceleração Escalar Média (MRUV)

a = Δv / Δt. Onde: a = aceleração média (m/s²), Δv = variação de velocidade (m/s), Δt = intervalo de tempo (s).

Função Horária da Velocidade no MRUV

v = v0 + a.t. Onde: v = velocidade final (m/s), v0 = velocidade inicial (m/s), a = aceleração (m/s²), t = tempo (s).

Função Horária da Posição no MRUV (Sorvetão)

s = s0 + v0.t + (a.t²)/2. Onde: s = posição final (m), s0 = posição inicial (m), v0 = velocidade inicial (m/s), a = aceleração (m/s²), t = tempo (s).

Equação de Torricelli

v² = v0² + 2.a.Δs. Onde: v = velocidade final (m/s), v0 = velocidade inicial (m/s), a = aceleração (m/s²), Δs = deslocamento (m).

Período e Frequência no MCU

f = 1 / T. Onde: f = frequência (Hz ou 1/s), T = período de rotação/revolução (s).

Velocidade Angular (MCU)

ω = 2π / T = 2π.f. Onde: ω = velocidade angular (rad/s), T = período (s), f = frequência (Hz).

Relação entre Velocidade Linear e Angular

v = ω.R. Onde: v = velocidade linear ou escalar (m/s), ω = velocidade angular (rad/s), R = raio da trajetória (m).

Aceleração Centrípeta

acp = v² / R = ω².R. Onde: acp = aceleração centrípeta (m/s²), v = velocidade linear (m/s), R = raio da curva (m), ω = velocidade angular (rad/s).

Transmissão por Polias ou Engrenagens Conectadas

vA = vB => fA.RA = fB.RB. Onde: f = frequência de rotação (Hz ou rpm), R = raio da polia ou número de dentes da engrenagem (m ou adm).

Transmissão por Eixo Coaxial Comum

ωA = ωB => fA = fB. Onde: ω = velocidade angular (rad/s), f = frequência de rotação (Hz ou rpm).

Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental)

FR = m.a. Onde: FR = força resultante (N), m = massa do corpo (kg), a = aceleração adquirida (m/s²).

Força Peso

P = m.g. Onde: P = peso ou força gravitacional (N), m = massa (kg), g = aceleração da gravidade local (m/s²).

Força de Atrito Estático Máximo

Fat_est = μe.N. Onde: Fat_est = força de atrito estático máxima (N), μe = coeficiente de atrito estático (adimensional), N = força normal (N).

Força de Atrito Cinético ou Dinâmico

Fat_cin = μc.N. Onde: Fat_cin = força de atrito cinético (N), μc = coeficiente de atrito cinético (adimensional), N = força normal (N).

Força Elástica (Lei de Hooke)

Fel = k.x. Onde: Fel = força elástica exercida pela mola (N), k = constante elástica da mola (N/m), x = deformação ou elongação da mola (m).

Força Centrípeta

Fcp = (m.v²) / R. Onde: Fcp = força centrípeta resultante (N), m = massa (kg), v = velocidade tangencial (m/s), R = raio da trajetória curva (m).

Decomposição do Peso no Plano Inclinado

Px = P.sen(θ) e Py = P.cos(θ). Onde: Px = componente paralela à rampa (N), Py = componente perpendicular à rampa (N), P = peso (N), θ = ângulo da base (graus).

Torque ou Momento de uma Força

M = F.d.sen(θ). Onde: M = momento da força ou torque (N.m), F = módulo da força aplicada (N), d = braço de alavanca ou distância ao pivô (m), θ = ângulo da força.

Equilíbrio do Ponto Material e do Corpo Extenso

ΣF = 0 e ΣM = 0. Onde: ΣF = somatório das forças resultantes (N), ΣM = somatório dos momentos ou torques resultantes em relação a um polo (N.m).

Trabalho de uma Força Constante

W = F.d.cos(θ). Onde: W (ou τ) = trabalho mecânico (J), F = força atuante (N), d = deslocamento (m), θ = ângulo entre a força e o vetor deslocamento.

Trabalho da Força Peso

Wp = ± m.g.h. Onde: Wp = trabalho da força peso (J), m = massa (kg), g = aceleração da gravidade (m/s²), h = variação de altura vertical (m).

Trabalho da Força Elástica

Wel = (k.x²) / 2. Onde: Wel = trabalho realizado pela força elástica (J), k = constante elástica (N/m), x = deformação da mola (m).

Energia Cinética

Ec = (m.v²) / 2. Onde: Ec = energia cinética do corpo (J), m = massa do objeto (kg), v = velocidade escalar instantânea (m/s).

Energia Potencial Gravitacional

Epg = m.g.h. Onde: Epg = energia potencial gravitacional (J), m = massa (kg), g = aceleração da gravidade (m/s²), h = altura em relação ao nível de referência (m).

Energia Potencial Elástica

Epe = (k.x²) / 2. Onde: Epe = energia potencial elástica armazenada (J), k = constante elástica da mola (N/m), x = deformação sofrida (m).

Energia Mecânica Total

Emec = Ec + Ep. Onde: Emec = energia mecânica total do sistema (J), Ec = energia cinética (J), Ep = energia potencial gravitacional ou elástica (J).

Conservação da Energia Mecânica

Emec_inicial = Emec_final. Válido em sistemas conservativos, onde o trabalho de forças dissipativas (como atrito ou resistência do ar) é nulo (J).

Trabalho de Forças Não Conservativas (Dissipativas)

W_fat = ΔEmec = Emec_final - Emec_inicial. Onde: W_fat = trabalho dissipado por forças não conservativas (J), ΔEmec = perda de energia mecânica (J).

Teorema do Trabalho e da Energia Cinética (TEC)

W_total = ΔEc = Ec_final - Ec_inicial. Onde: W_total = trabalho resultante de todas as forças aplicadas (J), ΔEc = variação de energia cinética (J).

Potência Mecânica Média

P = W / Δt. Onde: P = potência média desenvolvida (W ou J/s), W = trabalho realizado ou energia convertida (J), Δt = tempo decorrido (s).

Potência Instantânea em Função da Velocidade

P = F.v. Onde: P = potência instantânea (W), F = força constante aplicada paralelamente à velocidade (N), v = velocidade instantânea (m/s).

Rendimento Mecânico (Eficiência)

η = P_útil / P_total. Onde: η = rendimento (adimensional, geralmente em %), P_útil = potência aproveitada (W), P_total = potência total consumida (W).

Quantidade de Movimento (Momento Linear)

Q = m.v. Onde: Q = quantidade de movimento (kg.m/s), m = massa do corpo (kg), v = vetor velocidade (m/s).

Impulso de uma Força Constante

I = F.Δt. Onde: I = impulso aplicado (N.s ou kg.m/s), F = força média aplicada (N), Δt = tempo de contato ou aplicação (s).

Teorema do Impulso

I = ΔQ = Q_final - Q_inicial. Onde: I = impulso da força resultante (N.s), ΔQ = variação do vetor quantidade de movimento (kg.m/s).

Conservação da Quantidade de Movimento

ΣQ_antes = ΣQ_depois. Ocorre quando o sistema é isolado de forças externas resultantes: m1.v1 + m2.v2 = m1.v1' + m2.v2' (unidades em kg.m/s).

Pressão Mecânica

p = F / A. Onde: p = pressão (Pa ou N/m²), F = força aplicada perpendicularmente à área (N), A = área da superfície de contato (m²).

Massa Específica e Densidade

ρ = m / V. Onde: ρ (ou d) = densidade ou massa específica (kg/m³ ou g/cm³), m = massa (kg), V = volume ocupado (m³).

Pressão Hidrostática (Teorema de Stevin)

p = ρ.g.h. Onde: p = pressão hidrostática exercida pelo fluido (Pa ou N/m²), ρ = densidade do fluido (kg/m³), g = gravidade (m/s²), h = profundidade (m).

Pressão Absoluta no Fundo de um Líquido

p_total = p_atm + ρ.g.h. Onde: p_total = pressão absoluta total (Pa), p_atm = pressão atmosférica local (~100.000 Pa), ρ.g.h = pressão hidrostática (Pa).

Princípio de Pascal (Prensa Hidráulica)

F1 / A1 = F2 / A2. Onde: F1, F2 = forças aplicadas nos êmbolos (N), A1, A2 = áreas das seções transversais dos êmbolos (m²).

Empuxo (Princípio de Arquimedes)

E = ρ_fluido . V_sub . g. Onde: E = força de empuxo vertical para cima (N), ρ_fluido = densidade do fluido (kg/m³), V_sub = volume imerso do corpo (m³), g = gravidade (m/s²).

Condição de Flutuação de um Corpo Imerso

E = P => ρ_fluido . V_sub = m_corpo = ρ_corpo . V_total. Onde: E = empuxo (N), P = peso (N), volumes em m³ e densidades em kg/m³.

Vazão Volumétrica de Fluidos

Z = V / Δt = A.v. Onde: Z = vazão volumétrica (m³/s), V = volume de fluido escoado (m³), Δt = tempo (s), A = área da seção (m²), v = velocidade do fluido (m/s).

Equação da Continuidade (Hidrodinâmica)

A1.v1 = A2.v2. Onde: A1, A2 = áreas das seções transversais do duto (m²), v1, v2 = velocidades de escoamento do fluido incompressível (m/s).

Lei da Gravitação Universal de Newton

F = G.(M.m) / d². Onde: F = força de atração gravitacional mútua (N), G = constante de gravitação universal (N.m²/kg²), M, m = massas dos astros (kg), d = distância entre centros (m).

Aceleração da Gravidade em Função da Altitude

g = (G.M) / R². Onde: g = módulo do campo gravitacional na superfície do planeta (m/s²), G = constante universal (N.m²/kg²), M = massa do planeta (kg), R = raio planetário (m).

Terceira Lei de Kepler (Lei dos Períodos)

T² / R³ = k. Onde: T = período de translação orbital do planeta em torno do Sol (s ou anos), R = raio médio da órbita elíptica ou semieixo maior (m ou UA).

Velocidade Orbital de um Satélite Circular

vorb = √(G.M / r). Onde: vorb = velocidade orbital estável (m/s), G = constante gravitacional (N.m²/kg²), M = massa do astro central (kg), r = raio da órbita circular (m).