Dinâmica

A dinâmica é a parte da Física relacionada à mecânica que estuda os movimentos e as causas que os produzem e os modificam.

A primeira publicação que se referia a essa teoria foi Principia de Isaac Newton, na qual ele explicou de forma completa sobre o movimento dos corpos. Essa teoria foi baseada nos estudos realizados por Galileu Galilei e Johannes Kepler.

Foi através dessa teoria que Newton estabeleceu as relações entre a massa do corpo e o seu movimento, conhecidas como as leis de Newton, ou seja, a dinâmica.

Baseadas na teoria newtoniana, conhecida como mecânica clássica, foram desenvolvidas outras teorias muito importantes para a humanidade, como a mecânica quântica de Max Planck e a mecânica relativística de Albert Einstein.

Força
É um agente físico causador de deformação (efeitos estáticos), ou acelerações (efeitos dinâmicos), nos corpos em que atua.
A força é uma grandeza vetorial, possui módulo, direção e sentido.

Força Resultante
É a soma vetorial de todas as forças componentes.

Princípios da dinâmica:

1ª Lei de Newton – Princípio da Inércia
Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou movimento uniforme em linha reta, a menos que seja forçado a sair desse estado por forças imprimidas sobre ele.

2ª Lei de Newton – Princípio Fundamental da Dinâmica
A força resultante aplicada a um ponto material é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida.

Representação matemática:




Onde:
F = força
m = massa
a = aceleração
Sua unidade no SI é Newton (N).

3ª Lei de Newton – Princípio da Ação e Reação
Sempre que um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, este reage exercendo em A uma mesma força, de mesma intensidade e direção, porém de sentido contrário.


Tipos de Força:

Força Peso – é a força com que a Terra atrai os corpos;

Força Elástica – analisa a deformação de um corpo elástico;

Força Tração – é a troca de força entre o corpo e o fio;

Força de Atrito – força oposta a tendência do movimento.

Fonte

Cinemática

 Cinemática 

A cinemática estuda os movimentos dos corpos, sendo principalmente os movimentos lineares e circulares os objetos do nosso estudo que costumar estar divididos em Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U) e Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V)
Para qualquer um dos problemas de cinemática, devemos estar a par das seguintes variáveis:

-Deslocamento (ΔS)
-Velocidade ( V )
-Tempo (Δt)
-Aceleração ( a )

Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U) 

No M.R.U. o movimento não sofre variações, nem de direção, nem de velocidade. Portanto, podemos relacionar as nossas grandezas da seguinte forma:
ΔS= V.Δt

Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V) 

No M.R.U.V é introduzida a aceleração e quanto mais acelerarmos (ou seja, aumentarmos ou diminuirmos a velocidade andaremos mais, ou menos. Portanto, relacionamos as grandezas da seguinte forma:

ΔS= V₀.t + ½.a.t²

No M.R.U.V. o deslocamento aumenta ou diminui conforme alteramos as variáveis.
Pode existir uma outra relação entre essas variáveis, que é dada pela formula:
V²= V₀² + 2.a.ΔS

Nessa equação, conhecida como Equação de Torricelli, não temos a variável do tempo, o que pode nos ajudar em algumas questões, quando o tempo não é uma informação dada, por exemplo.


Principais Fórmulas da Cinemática:

 Movimento Uniforme (MU)


Velocidade escalar média


Movimento Uniformemente Variado (MUV)



Equação de Torricelli (MUV)


Aceleração escalar instantânea


Aceleração escalar


Movimento circular uniforme (MCU)





Movimento circular uniformemente variado (MCUV)




considerando  

aceleração:   

onde a aceleração tangencial = 


__________________________________________

* = espaço angular




Fontes: Guia do Estudante, Uol Vestibular

Introdução: Mecânica

A mecânica é a parte da Física que estuda o estado de movimento dos corpos. Ela é dividida em três áreas:

Cinemática: Descreve o movimento dos objetos sem se preocupar com suas causas, abrangendo os conteúdos de movimento retilíneo uniforme, movimento uniformemente variado, grandezas vetoriais nos movimentos e movimento circular.

Dinâmica: É o estudo dos movimentos e suas causas. Tem como base de seus conteúdos as Leis de Newton.

Estática: Estuda o equilíbrio de um sistema sob a ação de várias forças.

Embora seja difícil estabelecer a origem dos estudos da mecânica, existem registros de que ela está fortemente ligada às observações de astros celestes desde as mais antigas civilizações. Foi a partir da observação da periodicidade do movimento dos astros que foram feitos os primeiros calendários na Mesopotâmia, por exemplo, por volta de 2700 a.C.

Um salto importante na área ocorreu na Grécia antiga a partir da filosofia natural, que exercia uma “busca pela verdade”. Os principais nomes dessa fase foram Aristóteles (384 – 322 a.C.), que definia o movimento como um atributo do ser em movimento, e Arquimedes (287 – 212 a.C.), que introduziu os estudos de estática e hidrostática.

O conhecimento dos gregos prevaleceu durante séculos. Somente a partir do século XV, com o Renascimento, que a ciência começou a modernizar-se. Galileu Galilei (1564 – 1642) foi o principal cientista da área nessa época. Foi ele quem introduziu o conceito de movimento uniforme e estudou o movimento do pêndulo simples e dos projéteis. Foi também ele que propôs que o Sol seria o centro do Sistema Solar, e não a Terra, como se acreditava anteriormente.

No mesmo ano da morte de Galileu, nasceu Isaac Newton, um grande filósofo, matemático e físico que propôs as três Leis fundamentais da dinâmica em sua obra denominada “Princípios matemáticos da filosofia natural”, publicada em 1687. As teorias apresentadas por Newton pareciam ser perfeitas e descreviam, até então, o movimento de todos os corpos.

Porém, no início do século XX, Albert Einstein publicou a teoria da relatividade, que afirmou que os eventos físicos são os mesmos para quaisquer referenciais com velocidade relativa constante. As Leis de Newton passaram a ser consideradas válidas apenas para velocidades muito menores do que a da luz. Porém, as leis propostas por Newton são suficientes para o estudo dos movimentos observados na superfície da Terra, por isso ainda são consideradas relevantes para a Física clássica.



Por Mariane Mendes
Graduada em Física

Fonte