Elementos da Física - Mecânica 1

Índice

1.   Cálculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Limite  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Derivada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Integral  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.   Princípios da Dinâmica  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Mecânica Clássica  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      1ª Lei de Newton  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      O Conceito de Massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      O Conceito de Força  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Força Resultante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Decomposição de Forças  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      2ª Lei de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Força Peso  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Dinamômetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      3ª Lei de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Força de Reação Normal  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Aplicações das Leis de Newton  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Vínculos Geométricos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Referenciais não Inerciais  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Propostos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.   Atrito  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Reação Normal e Força de Atrito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Atrito Estático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Atrito Cinético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Aceleração sobre um Plano Inclinado Áspero  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Força de Atrito em Duas Dimensões  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Propostos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.   Força Centrípeta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Forças no Movimento Circular Uniforme  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Forças no Movimento Circular Acelerado  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Movimento Pendular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Forças no Movimento Não Retilíneo  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Outras Expressões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Força Centrífuga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Propostos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.   Trabalho e Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Trabalho de uma Força Constante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Trabalho de Forças Variáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Trabalho Total  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Trabalho da Força Peso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Trabalho da Força Elástica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Trabalho da Força de Atrito Cinético  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Trabalho e Energia Cinética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Potência  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Propostos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6.   Energia Mecânica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Energia Potencial de um Sistema  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Energia Potencial Gravitacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Energia Potencial Elástica  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Forças Conservativas e Não Conservativas  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Forças Conservativas e Energia Potencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Energia Mecânica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Conservação da Energia Mecânica  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Energia Mecânica e Forças Não Conservativas  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Propostos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.   Impulso e Quantidade de Movimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Impulso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Força Média  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Centro de Massa  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Corpo Rígido  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Sistema de Partículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      O Movimento do Centro de Massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Conservação da Quantidade de Movimento .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Sistema de Massa Variável  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Propostos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8.   Colisão Mecânica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Conceitos Fundamentais  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Colisão Central Direta  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Coeficiente de Restituição  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Tipos de Colisão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Colisão Central Oblíqua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Resolvidos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Exercícios Propostos  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9.   Apêndice: Dinâmica da Rotação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Energia Cinética de Rotação  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Teorema dos Eixos Paralelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Torque  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

      Trabalho, Energia Cinética e Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Gabaritos   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    1

    1

    3

    8

  11

  14

  14

  14

  15

  16

  17

  17

  18

  19

  19

  20

  22

  23

  28

  30

  45

  47

  51

  74

  74

  74

  75

  78

  80

  81

  92

115

115

117

118

120

120

121

122

133

151

151

151

143

154

155

156

158

160

162

164

165

174

176

179

196

196

196

197

198

199

199

200

201

202

216

239

239

239

239

243

246

247

249

252

254

267

289

289

290

293

294

298

300

313

342

342

343

344

346

348