Física para o ENEM: Prática Diária
Fórmulas essenciais e métodos de resolução de problemas de física para estudantes que se preparam para o ENEM.
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- Velocidade média (Cinemática)
- Fórmula: Vm = deltaS / deltaT. Método: Converta as unidades para m/s ou km/h (multiplique ou divida por 3,6), calcule o deslocamento total e divida pelo tempo total gasto.
- Função horária da posição no MRU
- Fórmula: S = So + v*t. Método: Identifique a posição inicial e a velocidade constante; use para prever a posição em um instante t ou o instante de encontro entre corpos.
- Equação de Torricelli no MRUV
- Fórmula: v² = vo² + 2*a*deltaS. Método: Use quando o tempo não for dado nem pedido no enunciado. Isole a grandeza desconhecida e preste atenção aos sinais de a e v.
- Função horária da velocidade no MRUV
- Fórmula: v = vo + a*t. Método: Use para descobrir a aceleração ou o tempo até a parada (v = 0). Lembre-se de que desaceleração tem sinal oposto à velocidade.
- Função horária da posição no MRUV
- Fórmula: S = So + vo*t + (a*t²)/2. Método: Determine So, vo e a. Use para encontrar o instante em que dois corpos se cruzam ou a distância percorrida até parar.
- Segunda Lei de Newton (Dinâmica)
- Fórmula: Fr = m*a. Método: Desenhe as forças no corpo (peso, normal, atrito, tração), calcule a força resultante na direção do movimento e iguale a m*a.
- Força de Atrito Estático e Cinético
- Fórmula: Fat_max = mi_e * N e Fat_cin = mi_c * N. Método: A força normal costuma ser igual ao peso em planos horizontais; compare a força aplicada com Fat_max para ver se há movimento.
- Força Peso e Decomposição no Plano Inclinado
- Fórmulas: P = m*g; Px = P*sen(theta); Py = P*cos(theta). Método: Decomponha o peso nas direções paralela e perpendicular à rampa para encontrar aceleração ou atrito.
- Trabalho de uma Força Constante
- Fórmula: W = F * d * cos(theta). Método: Identifique o ângulo theta entre a força e o deslocamento. Se a força for perpendicular (90 graus), o trabalho é nulo.
- Energia Cinética
- Fórmula: Ec = (m*v²)/2. Método: Converta massa para kg e velocidade para m/s; use no Teorema da Energia Cinética (W_total = deltaEc).
- Energia Potencial Gravitacional
- Fórmula: Epg = m*g*h. Método: Adote um nível de referência zero de altura, identifique h em metros e calcule a energia disponível para se converter em cinética.
- Energia Potencial Elástica
- Fórmula: Epe = (k*x²)/2. Método: Converta a deformação x para metros e a constante elástica k para N/m; use para resolver sistemas de molas conservativos.
- Conservação da Energia Mecânica
- Fórmula: Emi = Emf (Ec + Ep inicial = Ec + Ep final). Método: Verifique se não há atrito; iguale as energias mecânicas em dois pontos para achar velocidade ou altura.
- Potência Mecânica
- Fórmula: P = W / deltaT ou P = F * v. Método: Calcule a energia transferida em joules e divida pelo tempo em segundos para achar a potência em watts (W).
- Quantidade de Movimento e Impulso
- Fórmulas: Q = m*v; I = F*deltaT; I = deltaQ. Método: Use o teorema do impulso para calcular forças de impacto de curta duração (colisões, airbags, freadas).
- Conservação da Quantidade de Movimento em Colisões
- Fórmula: Q_antes = Q_depois (m1*v1 + m2*v2 = m1*v1' + m2*v2'). Método: Defina um referencial positivo de velocidade e aplique para colisões elásticas ou inelásticas.
- Pressão Hidrostática e Teorema de Stevin
- Fórmula: P = Patm + d*g*h. Método: Identifique a densidade do fluido em kg/m³, gravidade e profundidade em metros para encontrar a pressão total suportada.
- Empuxo e Princípio de Arquimedes
- Fórmula: E = d_fluido * V_submerso * g. Método: Isole o volume da parte imersa do objeto; para corpos flutuando em equilíbrio estático, iguale o empuxo ao peso total.
- Prensa Hidráulica e Princípio de Pascal
- Fórmula: F1 / A1 = F2 / A2. Método: Como a pressão é transmitida integralmente, use a proporção entre as áreas dos êmbolos para determinar a vantagem mecânica da força.
- Equação Fundamental da Calorimetria (Calor Sensível)
- Fórmula: Q = m * c * deltaT. Método: Verifique se há apenas variação de temperatura sem mudança de fase; calcule o calor em calorias ou joules usando a massa correspondente.
- Calor Latente (Mudança de Fase)
- Fórmula: Q = m * L. Método: Use esta fórmula durante fusão ou vaporização onde a temperatura permanece constante; some com parcelas de calor sensível para o balanço térmico.
- Equilíbrio Térmico em Sistemas Isolados
- Fórmula: Somatório de Q = 0 (Q_cedido + Q_recebido = 0). Método: Escreva Q = m*c*(Tf - Ti) para cada corpo envolvido e isole a temperatura de equilíbrio Tf.
- Dilatação Térmica Linear
- Fórmula: deltaL = Lo * alfa * deltaT. Método: Identifique o comprimento inicial e a variação térmica; para áreas use beta = 2*alfa e para volumes gama = 3*alfa.
- Primeira Lei da Termodinâmica
- Fórmula: deltaU = Q - W. Método: Atente aos sinais: Q > 0 (calor absorvido), W > 0 (gás expande e realiza trabalho), deltaU > 0 (aumento da temperatura interna).
- Trabalho em Transformação Isobárica
- Fórmula: W = P * deltaV. Método: Mantenha a pressão constante em N/m² (Pa) e o volume em m³; se o gás comprimir, o trabalho sobre o gás será negativo.
- Rendimento de Máquinas Térmicas
- Fórmulas: eta = W / Qq = 1 - (Qf / Qq). Método: Identifique o calor retirado da fonte quente e o rejeitado à fonte fria; converta para percentual.
- Equação Fundamental da Ondulatória
- Fórmula: v = lambda * f. Método: A frequência f depende apenas da fonte emissora; calcule o comprimento de onda lambda em metros ou a velocidade v no meio.
- Relação entre Período e Frequência
- Fórmula: f = 1 / T. Método: Se o período for dado em segundos, a frequência sairá diretamente em hertz (Hz); use para converter tempo de ciclo em oscilações por segundo.
- Fenômeno da Refração de Ondas
- Conceito: v1 / lambda1 = v2 / lambda2 (com f constante). Método: Ao mudar de meio, a frequência permanece idêntica; se a velocidade diminui, o comprimento de onda encolhe.
- Lei de Snell-Descartes para Refração da Luz
- Fórmula: n1 * sen(theta1) = n2 * sen(theta2). Método: Meça os ângulos em relação à reta normal à superfície; ao passar para meio mais refringente, o raio se aproxima da normal.
- Ângulo Limite e Reflexão Total
- Fórmula: sen(L) = n_menor / n_maior. Método: Ocorre apenas da passagem do meio mais refringente para o menos refringente; para ângulos maiores que L, ocorre reflexão total (fibra óptica).
- Equação de Gauss para Lentes e Espelhos Esféricos
- Fórmula: 1/f = 1/p + 1/p'. Método: f positivo para espelho côncavo/lente convergente, f negativo para convexo/divergente; p' positivo indica imagem real, negativo imagem virtual.
- Aumento Linear Transversal
- Fórmula: A = i / o = -p' / p. Método: Compare a altura da imagem i com o objeto o; se A for negativo, a imagem é invertida; se positivo, é direita.
- Vergência de Lentes (Grau da Lente)
- Fórmula: V = 1 / f (em dioptrias, di). Método: Converta a distância focal f obrigatoriamente para metros antes de dividir; grau negativo trata miopia e positivo hipermetropia.
- Efeito Doppler Sonoro
- Fórmula qualitativa: Aproximação = frequência aparente mais alta (som mais agudo); Afastamento = frequência aparente mais baixa (som mais grave).
- Primeira Lei de Ohm
- Fórmula: U = R * i. Método: Identifique a ddp em volts e a corrente em ampères; use para achar a resistência elétrica em ohms (omega).
- Segunda Lei de Ohm (Resistência de Fios)
- Fórmula: R = rho * L / A. Método: Para diminuir a resistência e perdas por efeito Joule, utilize materiais com menor resistividade rho, fios mais curtos ou maior bitola/área A.
- Associação de Resistores em Série
- Fórmula: Req = R1 + R2 + ... + Rn. Método: A corrente i é a mesma em todos os resistores; a voltagem total do circuito se divide proporcionalmente ao valor de cada resistor.
- Associação de Resistores em Paralelo
- Fórmula: 1/Req = 1/R1 + 1/R2 (ou Req = produto / soma para 2). Método: A ddp U é idêntica em todos os ramos; a corrente total divide-se inversamente à resistência de cada ramo.
- Potência Elétrica e Efeito Joule
- Fórmulas: P = U * i = R * i² = U² / R. Método: Em instalações residenciais (U fixo, 110V ou 220V), use P = U²/R; menor resistência gera maior potência (ex: chuveiro no inverno).
- Cálculo de Consumo de Energia Elétrica Residencial
- Fórmula: E (kWh) = [P (W) * t (horas)] / 1000. Método: Multiplique a potência em watts pelo tempo diário e número de dias no mês; divida por 1000 para achar kWh e aplique a tarifa.
- Circuito Simples com Gerador Real e Receptor
- Fórmula: U = E - r*i (gerador) e U = E' + r'*i (receptor). Método: Identifique a força eletromotriz E e a resistência interna r; a ddp útil diminui com o aumento da corrente no gerador.
- Lei de Coulomb (Força Eletrostática)
- Fórmula: Fe = k * |q1 * q2| / d². Método: Use cargas em coulombs e distância em metros; se a distância dobrar, a força cai por um fator de 4 (proporcional ao inverso do quadrado).
- Campo Elétrico Gerado por Carga Puntiforme
- Fórmula: E = k * |Q| / d². Método: Cargas positivas geram linhas de campo divergentes (para fora); cargas negativas geram linhas convergentes (para dentro).
- Força Magnética sobre Carga em Movimento
- Fórmula: Fm = |q| * v * B * sen(theta). Método: Use a regra da mão direita (polegar velocidade, dedos campo magnético, palma força); se a carga mover paralela ao campo, Fm = 0.
- Força Magnética sobre Condutor Retilíneo
- Fórmula: Fm = B * i * L * sen(theta). Método: Avalie a corrente elétrica i no trecho L imerso no campo magnético uniforme B; ângulo perpendicular maximiza a força.
- Lei de Faraday-Neumann e Indução Eletromagnética
- Fórmula: fem = - deltaPhi / deltaT. Método: Ocorre corrente induzida somente se houver variação temporal do fluxo magnético (movimento relativo entre ímã e espira ou variação de B).
- Transformadores de Tensão
- Fórmula: Up / Us = Np / Ns e Pp = Ps (Up*ip = Us*is). Método: Relacione as voltagens ao número de espiras no primário e secundário; para elevar a tensão, a corrente deve diminuir na mesma razão.
- Equilíbrio de Ponto Material (Estática)
- Fórmula: Somatório de Fx = 0 e Somatório de Fy = 0. Método: Decomponha todas as forças que atuam na partícula nos eixos cartesianos ortogonais e iguale a resultante a zero.
- Momento de uma Força (Torque) e Alavancas
- Fórmula: M = F * d * sen(theta). Método: Escolha um ponto de rotação pivô; para haver equilíbrio de rotação, a soma dos momentos no sentido horário deve igualar a dos anti-horários.