Em Física, as fórmulas representam as relações entre grandezas envolvidas em um mesmo fenômeno físico.
Conhecê-las é necessário para resolver muitos problemas que são cobrados em concursos e no Enem.
Entretanto, saber o significado de cada grandeza e entender o contexto que cada fórmula deve ser empregada é fundamental.
As unidades de todas as grandezas estão no sistema internacional de unidades e aparecem entre parênteses na descrição das grandezas.
Cinemática
A cinemática faz uma descrição do movimento dos corpos, sem se preocupar com as suas causas. Velocidade, distância percorrida, tempo e aceleração são algumas das grandezas estudadas neste assunto.
Movimento retilíneo uniforme
s = s0 + v . t
s: posição final (m) s0: posição inicial (m) v: velocidade (m/s) t: intervalo de tempo (s)
Movimento retilíneo uniformemente variado
s = s0 + v0 . t + a . t2
s: posição final (m) s0: posição inicial (m) v0: velocidade inicial (m/s) a: aceleração (m/s2) t: intervalo de tempo (s)
v = v0 + a . t
v: velocidade final (m/s) v0: velocidade inicial (m/s) a: aceleração (m/s2) t: intervalo de tempo (s)
v = v0 + 2 . a . ∆s
v: velocidade final (m/s) v0: velocidade inicial (m/s) a: aceleração (m/s2) ∆s: distância percorrida (m)
Movimento Circular Uniforme
v = ω . R
v: velocidade (m/s) ω: velocidade angular (rad/s) R: raio da curvatura da trajetória (m)
T: período (s) f: frequência (Hz)
ω = 2 . . f
ω: velocidade angular (rad/s) f: frequência (Hz)
acp: aceleração centrípeta (m/s2) v: velocidade (m/s) R: raio da curvatura da trajetória (m)
Lançamento Oblíquo
vx = v0 . cos θ
vx: velocidade no eixo x - velocidade constante (m/s) v0: velocidade inicial (m/s)θ: ângulo da direção do lançamento
v0y = v0 . sen θ
v0y: velocidade inicial no eixo y (m/s) v0: velocidade inicial (m/s)θ: ângulo da direção do lançamento
vy = v0y + a . t
vy: velocidade no eixo y (m/s) v0y: velocidade inicial no eixo y (m/s) a: aceleração (m/s2) t: tempo (s)
H:altura máxima (m) v0: velocidade inicial (m/s)θ: ângulo da direção do lançamento g: aceleração da gravidade (m/s2)
A: alcance (m) v0: velocidade inicial (m/s)θ: ângulo da direção do lançamento g: aceleração da gravidade (m/s2)
Veja também:
- Cinemática - Exercícios
- Movimento Uniforme
- Movimento Uniforme - Exercícios
- Movimento Uniformemente Variado
- Movimento Circular
- Lançamento Oblíquo
Dinâmica
A dinâmica estuda as causas dos movimento dos corpos. Neste tópico, estudamos os diferentes tipos de forças que atuam no movimento.
FR = m . a
FR: força resultante (N) m: massa (kg) a: aceleração (m/s2)
P = m. g
P: peso (N) m: massa (kg) g: aceleração da gravidade (m/s2)
fat = µ . N
fat: força de atrito (N) µ: coeficiente de atrito N: força normal (N)
fel = k . x
fel: força elástica (N) k: constante elástica da mola (N/m) x: deformação da mola (m)
Veja também:
- Leis de Newton
- Primeira Lei de Newton
- Segunda Lei de Newton
- Terceira Lei de Newton
- Força de Atrito
- Força Elástica
- Força Peso
- Força Normal
- Polias
Trabalho, Energia e Potência
A conservação da energia é um dos princípios fundamentais da Física e sua compreensão é extremamente importante. O trabalho e a potência são duas grandezas que também se relacionam com a energia.
T = F . d . cos θ
T: trabalho (J) F: força (N) d: deslocamento(m)θ:ângulo entre a direção da força e do deslocamento
Ec = m . v2
Ec: energia cinética (J) m: massa (kg) v: velocidade (m/s)
Ep = m . g . h
Ep: energia potencial gravitacional (J) m: massa (kg) g: aceleração da gravidade (m/s2) h: altura (m)
Eel = . k . x2
Eel: energia potencial elástica (J) k: constante elástica da mola (N/m) x: deformação da mola (m)
P: potência (w) T:trabalho (J) Δt: intervalo de tempo (s)
Veja também:
- Energia
- Tipos de energia
- Energia Mecânica
- Energia Cinética
- Energia Potencial Gravitacional
- Energia Potencial Elástica
Impulso e Quantidade de Movimento
O impulso e a quantidade de movimento são grandezas relacionadas ao estudo das interações entre os corpos, principalmente nas que ocorrem em intervalos de tempo muito pequenos, como, por exemplo, nas colisões.
Q = m . v
Q: quantidade de movimento (kg.m/s) m: massa (kg) v: velocidade (m/s)
I = F . ∆t
I: impulso (N.s) F: força (N) ∆t: intervalo de tempo (s)
Veja também Quantidade de Movimento
Hidrostática
Em hidrostática estudamos os fluidos em repouso, sendo estes líquidos ou gases. O empuxo e a pressão são conceitos fundamentais nesse conteúdo.
p: pressão (N/m2) F: força (N) A: área (m2)
ρ: densidade (kg/m3) m: massa (kg) V: volume (m3)
pt = patm + ρ . g . h
pt: pressão total (N/m2) patm: pressão atmosférica(N/m2) ρ: densidade (kg/m3) g: aceleração da gravidade (m/s2) h: altura (m)
E = ρ .g . V
E: empuxo (N) ρ: densidade (kg/m3) g: aceleração da gravidade (m/s2) V: volume de líquido deslocado (m3)
Veja também:
- Hidrostática
- Pressão Hidrostática
- Teorema de Stevin
- Princípio de Pascal
- Teorema de Arquimedes
- Pressão Atmosférica
- Densidade
Gravitação Universal
As Leis de Kepler e a Lei de Gravitação Universal de Isaac Newton, contribuíram muito para os avanços da astronomia.
T2 = K . r3
T: período do planeta (u.a) K: constante de proporcionalidade r: raio médio (u.a)
FG: força gravitacional (N) G: constante de gravitação universal (N.m2/kg2) M1: massa do corpo 1 (kg) M2: massa do corpo 2 (kg) d: distância (m)
Veja também:
- Leis de Kepler
- Força Gravitacional
- Heliocentrismo
Termologia e Termodinâmica
Em termologia estudamos o conceito de temperatura, calor e as escalas termométricas, além dos efeitos da variação da temperatura na dilatação dos corpos. Já em termodinâmica, aprendemos a relação entre calor e trabalho.
Escalas termométricas
TC: temperatura em graus Celsius (ºC) TF: temperatura em Fahrenheit (ºF)
Tk = Tc + 273
TK: temperatura em Kelvin (K) TC: temperatura em Celsius (ºC)
Dilatação Térmica
∆L = L0 . α . ∆T
∆L: dilatação linear (m) L0: comprimento inicial (m)α: coeficiente de dilatação linear (ºC-1)∆T: variação de temperatura (ºC)
∆A = A0 . β . ∆T
∆A: dilatação superficial (m2) A0: área inicialβ: coeficiente de dilatação superficial (ºC-1)∆T: variação de temperatura (ºC)
∆V = V0 . ϒ . ∆T
∆V: dilatação volumétrica (m3)V0: volume inicial (m3) ϒ: coeficiente de dilatação volumétrico (ºC-1)∆T: variação de temperatura (ºC)
Calorimetria
C = m . c
C: capacidade térmica (cal/ºC)* m: massa (g) c: calor específico (cal/gºC)*
Q = m . c . ∆T
Q: quantidade de calor sensível (cal)* m: massa (g) c: calor específico (cal/g ºC)*∆T: variação de temperatura (ºC)
Q = m . L
Q: quantidade de calor latente(cal)* m: massa (g) L: calor latente - mudança de fase (cal/g)*
* Essas unidades não são do Sistema Internacional de Unidades
Termodinâmica
∆U = Q - T
∆U: variação de energia interna (J) Q: quantidade de calor (J) T: trabalho (J)
T = Qq - Qf
T: trabalho (J) Qq: quantidade de calor absorvida da fonte quente (J) Qf: quantidade de calor cedida a fonte fria (J)
R: rendimento de uma máquina térmica T: trabalho (J) Qq: quantidade de calor absorvida da fonte quente (J)
∆S: variação de entropia (J/K) ∆Q: Quantidade de calor (J) T: temperatura absoluta (K)
Para saber mais:
- Calor e Temperatura
- Escalas Termométricas
- Escalas Termométricas - Exercícios
- Dilatação Térmica
- Propagação de Calor
- Calorimetria
- Calor Sensível
- Calor Específico
- Capacidade Térmica
- Termodinâmica
- Lei Zero da Termodinâmica
- Primeira Lei da Termodinâmica
- Segunda Lei da Termodinâmica
- Terceira Lei da Termodinâmica
- Estados Físicos da Matéria
- Estudo dos Gases
- Lei dos Gases
- Lei de Boyle
Ondas e Ótica
No estudo das ondas utilizamos basicamente a equação fundamental, e em ótica, a reflexão e a refração são fenômenos importantes para o estudo dos espelhos e das lentes.
Velocidade de Propagação das Ondas
v = ƛ . f
v: velocidade de propagação de uma onda (m/s) ƛ: comprimento de onda (m) f: frequência (Hz)
Espelhos Esféricos
f: distância focal (cm ou m) p: distância do vértice do espelho ao objeto (cm ou m) p': distância do vértice do espelho a imagem (cm ou m)
A: aumento linear transversal i: tamanho da imagem (cm ou m) o: tamanho do objeto (cm ou m) p': distância do vértice do espelho a imagem (cm ou m) p: distância do vértice do espelho ao objeto (cm ou m)
Refração
n1 . sen θ1 = n2 . sen θ2
n1: índice de refração do meio 1 θ1: ângulo de incidência n2: índice de refração do meio 2 θ2: ângulo de refração
Veja também:
- Ondas
- Ondas Sonoras
- Ondas Mecânicas
- Ondas Eletromagnéticas
- Luz
- Reflexão da Luz
- Refração da Luz
- Espelhos Planos
- Lentes Esféricas
Eletricidade
Conceitos como corrente elétrica, diferença de potencial, potência e energia elétrica são fundamentais para os cálculos em eletricidade.
Eletrostática
Fe: força eletrostática (N) k: constante eletrostática (N.m2/C2) Q1: módulo da carga 1 (C) Q2: módulo da carga 2 (C) d: distância entre as cargas (m)
F = q . E
F: força eletrostática (N) q: carga de prova (C) E: campo elétrico (N/C)
V: potencial elétrico (V) k: constante eletrostática (N.m2/C2) Q: carga elétrica (C) d: distância (m)
Eletricidade
U = R . i
U: diferença de potencial (V) R: resistência elétrica (Ω) i: corrente (A)
P = U . i
P: potência elétrica (W) U: diferença de potencial (V) i: corrente (A)
P = R . i2
P: potência efeito Joule (J) R: resistência elétrica (Ω) i: corrente (A)
E = P . ∆t
E: energia elétrica (J ou kWh) P: potência (J ou kW) ∆t: intervalo de tempo (s ou h)
Associação de Resistores em Série
Re = R1 + R2 + ...+ Rn
Re: resistência equivalente (Ω) R1: resistência 1 (Ω) R2: resistência 2 (Ω) Rn: resistência n (Ω)
Associação de Resistores em Paralelo
Re: resistência equivalente (Ω) R1: resistência 1 (Ω) R2: resistência 2 (Ω) Rn: resistência n (Ω)
Capacitores
C: capacitância (F) Q: carga elétrica (C) U: diferença de potencial (V)
Veja também:
- Eletrostática
- Lei de Coulomb
- Carga Elétrica
- Processos de Eletrização
- Potencial Elétrico
- Eletricidade
- Corrente Elétrica
- Diferença de Potencial
- Energia Elétrica
- Leis de Ohm
- Efeito Joule
- Capacitores
- Associação de Capacitores
- Resistores
- Associação de Resistores
- Associação de Resistores - Exercícios
- Potência Elétrica
- Leis de Kirchhoff
Eletromagnetismo
A variação da corrente elétrica cria um campo magnético e a variação do campo magnético induz uma corrente. Neste conteúdo, a eletricidade e o magnetismo se juntam formando um importante campo da Física.
Fm= B . | q | . v . sen θ
Fm: força magnética (N) B: vetor indução magnética (T) | q |: módulo da carga (C) v: velocidade (m/s) θ: ângulo entre vetor B e a velocidade
Fm= B . i . l . sen θ
Fm: força magnética (N) B: vetor indução magnética (T) i: corrente (A) l: comprimento do fio (m/s) θ: ângulo entre vetor B e a corrente
φ = B . A . cos θ
φ: fluxo magnético (Wb) B: vetor indução magnética (T) A: Área (m2) θ: ângulo entre vetor B e o vetor normal a superfície da espira
ε: fem induzida (V) ∆φ: variação do fluxo magnético (Wb) ∆t: intervalo de tempo (s)
Veja também:
- Magnetismo
- Eletromagnetismo
- Campo Magnético
- Força Magnética
- Ímã
- Lei de Lenz
- Lei de Faraday
- Indução Eletromagnética