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Aula 1

Princípios gerais

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Mecânica

A mecânica é um ramo das ciências físicas que trata do estado derepouso ou movimento de corpos sujeitos à ação das forças. Emgeral, esse assunto é subdividido em três áreas:

Mecânica dos corpos rígidos.

Mecânica dos corpos deformáveis.

Mecânica dos fluidos.

Estática.

Dinâmica.

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Conceitos fundamentais

Quantidades básicas

As quatro quantidades usadas em toda a mecânica são:

Comprimento

Tempo

Massa

Força

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Modelos

Os modelos ou idealizações são usados na mecânica parasimplificar a aplicação da teoria. São eles:

Partícula

Corpo rígido

Força concentrada

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As três leis do movimento de Newton

Primeira lei

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As três leis do movimento de Newton

Segunda lei

F = ma

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As três leis do movimento de Newton

Terceira lei

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Lei de Newton da atração gravitacional

F = força da gravidade entre duas partículas

G = constante universal da gravitação

De acordo com evidência experimental,

G = 66,73 (10–12) m3 / (kg.s2)

m1, m2 = massa de cada uma das duas partículas

r = distância entre as duas partículas

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Peso

Expressão aproximada para encontrar o peso W de uma partículacom uma massa m1 = m.

Se considerarmos a Terra uma esfera sem rotação, de densidadeconstante e tendo uma massa m2 = Me, e se r é a distância entre ocentro da Terra e a partícula, temos:

Adotando g = GMe/r2, resulta:

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Unidades de medida

As quatro quantidades básicas são:

Comprimento

Tempo

Massa

Força

A igualdade F = ma é mantida apenas se três das quatro unidades,chamadas unidades básicas, estiverem definidas e a quarta unidadefor, então, derivada da equação.

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Unidades SI

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Sistema internacional de unidades

Prefixos

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Regras para uso

Quantidades definidas por diversas unidades que são múltiplasumas das outras são separadas por um ponto para evitar confusãocom a notação do prefixo.

A potência exponencial de uma unidade tendo um prefixo serefere a ambos: a unidade e seu prefixo.

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Regras para uso

Com a exceção da unidade básica quilograma, em geral, evite ouso de prefixo no denominador das unidades compostas.

Ao realizar cálculos, represente os números em termos de suasunidades básicas ou derivadas convertendo todos os prefixospara potências de 10. O resultado final deve então ser expressousando-se um prefixo simples.

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Procedimentos gerais para análise

Leia o problema e tente correlacionar a situação física real com ateoria estudada.

Tabule os dados do problema e desenhe os diagramasnecessários.

Aplique os princípios relevantes.

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Procedimentos gerais para análise

Resolva as equações necessárias e expresse a resposta com atétrês algarismos significativos.

Estude a resposta com julgamento técnico e bom senso paradeterminar se ela parece ou não razoável.

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Pontos importantes

Estática é o estudo dos corpos que estão em repouso ou semovendo com velocidade constante.

Uma partícula possui massa, mas dimensão que pode serdesprezada.

Um corpo rígido não se deforma sob a ação de uma carga.

Forças concentradas são aquelas que atuam em um único pontosobre um corpo.

As três leis de movimento de Newton devem ser memorizadas.

Massa é a medida de uma quantidade de matéria que não muda deum local para outro.

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Pontos importantes

Peso refere-se à atração da gravidade da Terra sobre um corpo ouquantidade de massa. Sua intensidade depende da elevação em quea massa está localizada.

No SI, a unidade de força, o newton, é uma unidade derivada. Ometro, o segundo e o quilograma são unidades básicas.

Os prefixos G, M, k, m, μ e n são usados para representarquantidades numéricas grandes e pequenas. A expressãoexponencial deve ser conhecida, bem como as regras para usarunidades do SI.

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Pontos importantes

Realize cálculos numéricos com vários algarismos significativos e,depois, expresse a resposta com três algarismos significativos.

Manipulações algébricas de uma equação podem ser verificadasem parte conferindo se a equação permanece dimensionalmentehomogênea.

Conheça as regras de arredondamento de números.