Mecânica e Leis de Newton

Mecánica

1. Definición

• Rama de la física que estudia el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que actúan sobre ellos.

2. Conceptos Clave

• Cuerpo: Objeto que se encuentra en un estado de reposo o movimiento.
• Sistema de referencia: Punto de vista desde el cual se observa el movimiento.

3. Tipos de Movimiento

• Movimiento rectilíneo: Movimiento en línea recta.

  • Ejemplo: Un coche en una autopista.

• Movimiento circular: Movimiento alrededor de un centro o punto fijo.

  • Ejemplo: La Tierra alrededor del Sol.

• Movimiento oscilatorio: Movimiento que se repite en intervalos regulares.

  • Ejemplo: Un péndulo.

4. Leyes del Movimiento (Newton)

1. Primera ley (Inercia): Un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento continúa en movimiento a menos que actúe sobre él una fuerza externa.
2. Segunda ley: La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa (F = ma).
3. Tercera ley: Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta.

5. Fuerzas

• Fuerza: Interacción que cambia el estado de movimiento de un objeto.

  • Unidades: Newton (N)

• Tipos de Fuerzas:

  • Gravitacional: Atracción entre dos masas.
  • Normal: Fuerza perpendicular a la superficie.
  • Fricción: Oposición al movimiento.
  • Tensión: Fuerzas en cuerdas o cables.

6. Trabajo y Energía

• Trabajo (W): Energía transferida a través de fuerzas; W = F * d * cos(θ).
• Energía: Capacidad para realizar trabajo.
  • Tipos:
    • Cinética: Energía de un objeto en movimiento (Ec = 1/2 mv²).
    • Potencial: Energía almacenada debido a la posición (Ep = mgh).

7. Principio de Conservación de la Energía

• La energía total de un sistema aislado se conserva; puede transformarse, pero no crearse ni destruirse.

8. Sistema de Partículas

• Centro de masa: Punto que representa la posición promedio de la masa de un sistema.

9. Dinámica

• Estudia las causas del movimiento (fuerzas) y las relaciones entre ellas.

10. Estática

• Estudia los cuerpos en equilibrio; suma de fuerzas y momentos es igual a cero.

11. Ejemplos de Problemas Comunes

• Calculando la velocidad, aceleración y fuerzas en diferentes contextos.
• Resolviendo problemas de equilibrio en estructuras.

Estas notas proporcionan un resumen base sobre los conceptos de mecánica en física.

Mecânica: Uma Visão Geral

• Definição: A mecânica é o ramo da física que estuda o movimento dos corpos e as forças que atuam sobre eles.

Conceitos-chave

• Corpo: Qualquer objeto que pode estar em repouso ou movimento.
• Sistema de referência: Um ponto de vista a partir do qual observamos o movimento de um corpo.

Tipos de movimento

• Movimento retilíneo: Deslocamento em linha reta, como um carro em uma estrada.
• Movimento circular: Movimento em torno de um ponto fixo, como a Terra girando em torno do Sol.
• Movimento oscilatório: Movimento repetitivo em intervalos regulares, como um pêndulo.

Leis de Newton

• Primeira Lei (Inércia): Um corpo em repouso permanece em repouso, e um corpo em movimento mantém sua velocidade constante em uma linha reta, a menos que atue sobre ele uma força externa.
• Segunda Lei: A aceleração de um objeto é diretamente proporcional à força resultante que atua sobre ele e inversamente proporcional à sua massa (F = ma).
• Terceira Lei: Para cada ação, há uma reação igual e oposta.

Forças

• Força: Uma influência que pode alterar o estado de movimento de um objeto.
  • Força gravitacional: Força de atração entre dois corpos com massa.
  • Força normal: Força perpendicular a uma superfície que impede a penetração de um objeto.
  • Força de atrito: Força que se opõe ao movimento relativo entre duas superfícies em contato.
  • Força de tensão: Força transmitida por uma corda ou cabo.

Trabalho e Energia

• Trabalho (W): Energia transferida por uma força atuando sobre um objeto ao longo de uma distância; W = F * d * cos(θ).
• Energia: A capacidade de realizar trabalho.
  • Energia cinética: Energia de um objeto em movimento (Ec = 1/2 mv²).
  • Energia potencial: Energia armazenada devido à posição de um objeto (Ep = mgh).

Conservação de Energia

• O princípio de conservação da energia afirma que a energia total de um sistema isolado permanece constante, apesar de poder ser transformada de uma forma para outra.

Sistema de Partículas

• Centro de massa: Ponto que representa o ponto médio da distribuição de massa de um sistema.

Dinâmica vs. Estática

• Dinâmica: ramo da mecânica que estuda as causas do movimento e as relações entre as forças.
• Estática: ramo da mecânica que estuda os corpos em equilíbrio, onde a soma das forças e dos momentos é igual a zero.

Exemplos de Problemas Comuns

• Determinar velocidade, aceleração e forças em diferentes cenários.
• Resolver problemas de equilíbrio estrutural.