Rosimar Gouveia
Professora de Matemática e Física
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: tempo (s)
v = v0 + a . t
v: velocidade final (m/s)
v0: velocidade inicial (m/s)
a: aceleração (m/s2)
t: tempo (s)
v2 = v02 + 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:
- Fórmulas de Cinemática
- Fórmula do empuxo
- Cinemática - Exercícios
- Movimento Uniforme
- Movimento Uniforme - Exercícios
- Movimento Uniformemente Variado
- Movimento Circular
- Lançamento Oblíquo
- Lançamento Horizontal
- Potência mecânica e rendimento
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:
- Fórmulas de potência: quais são e exemplos
- 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 inicial
β: 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
- Eletrostática: Exercícios
- Lei de Coulomb
- Carga Elétrica
- Processos de Eletrização
- Campo Elétrico
- Exercícios de Campo Elétrico
- Potencial Elétrico
- Eletricidade
- Corrente Elétrica
- Exercícios de 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
- Exercícios sobre Leis de Kepler.
Rosimar Gouveia
Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.
Veja também
- Fórmulas de cinemática
- Cinemática: Exercícios comentados e resolvidos
- Leis de Newton
- Energia
- Associação de Resistores
- Ondas
- Força de Atrito
- Fórmulas de Matemática
