Mecânica I
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Capitulo 1 - Medidas Físicas
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Sumário:
Sistema de unidades
Generalidades sobre Mecânica
Princípios fundamentais da Mecânica
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Sistemas de Unidades
Grandeza: Tudo o que pode ser medido.
Equação de Definição (Grandezas Derivadas): Explica uma grandeza, em palavras,
em função de outras mais simples. Exemplo:
Velocidade
Distância
Tem po
Grandezas Fundamentais: são grandezas do quotidiano, indefiníveis a partir de
outras grandezas. Usualmente são tomadas como:
S. I

Espaço (unidade: metro): região geométrica ocupada por corpos cujas posições são descritas por
medidas lineares e angulares, em relação a um sistema de coordenadas (normalmente cartesiano ou
polar).
Tempo (unidade: segundo): medida da sucessão de eventos. Além da posição no espaço, o instante
em que ocorre cada evento deve ser conhecido.
Massa (unidade: quilograma): medida da inércia de um corpo, ou seja, é a resistência à variação de
movimento.
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A escolha das grandezas fundamentais determinam qual o sistema de unidades utilizado:
Sistema de
Unidades
Grandezas fundamentais
M
F
L
T
SI
kg
-
m
s
Sistema Técnico
-
kgf
m
S
Sistema Inglês
-
lb
ft
Sec
Força no S.I.: 1 N = 1 kg x 1 m/s2
Massa no Sistema Inglês: 1 lb = ? x 1 ft/sec2
1 slug
Massa no S.T.: 1 kgf = ? x 1
m/s2
1 UTM (Unidade Técnica de Massa)
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Introdução
As variáveis características de um processo ou de um sistema são expressas por
números que dependem das unidades utilizadas. As equações da Física, da Química,
da Economia, etc., são relações entre números que representam certas grandezas.
Unidades de base do Sistema Internacional SI
São as seguintes as grandezas de base e respectivas unidades no SI:
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Unidades SI derivadas simples em termos das unidades de base
Grandeza
Unidade
Símbolo
área
metro quadrado
m2
volume
metro cúbico
m3
velocidade
metro por segundo
m/s
aceleração
metro por segundo quadrado
m/s2
número de onda
metro recíproco
m-1
densidade
quilograma por metro cúbico
kg/m3
volume específico
metro cúbico por quilograma
m3/kg
concentração
mol por metro cúbico
mol/m3
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Unidades SI derivadas com nomes especiais
Grandeza
Unidade
Símbolo
Expressão
força
newton
N
kg m/s2
pressão, tensão
pascal
Pa
N/m2
energia, trabalho
joule
J
Nm
potência, fluxo radiante
watt
W
J/s
coulomb
C
As
volt
V
W/A
capacitância eléctrica
farad
F
C/V
resistência eléctrica
ohm
quantidade de electricidade
potencial eléctrico
condutância eléctrica
V/A
siemens
S
A/V
fluxo magnético
weber
Wb
Vs
densidade de fluxo magnético
tesla
T
Wb/m2
indutância
henry
H
Wb/A
grau celcius
°C
K
temperatura celsius
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Outras Unidades Derivadas do Sistema Internacional
Grandeza
Unidade
Expressão
aceleração angular
radiano por segundo quadrado
rad/s2
velocidade angular
radiano por segundo
rad/s
densidade de corrente
ampere por metro quadrado
A/m2
densidade de carga elétrica
coulomb por metro quadrado
C/m2
volt por metro
V/m
joule por metro cúbico
J/m3
joule por kelvin
J/K
ampere por metro
A/m
energia molar
joule por mol
J/mol
entropia molar
joule por mol kelvin
J/(mol K)
energia específica
joule por quilograma
J/kg
entropia específica
joule por quilograma kelvin
J/(kg K)
newton por metro
N/m
watt por metro kelvin
W/(m K)
força do campo elétrico
densidade de energia
entropia
força do campo magnético
tensão superficial
condutividade térmica
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Tabela de constantes
Nome
Símbolo
Valor e Unidade
Aceleração da Gravidade
g
9.80 m/s2
Constante Gravitacional
G
6.67 E-11 m3/(s2*kg)
Constante de Planck
h
6.626 E-32 J*s
Carga do Electrão
q
1.60 E -19 C
Massa do Electrão
me
9.11 E-31 kg
Aceleração da Gravidade
g
9.80 m/s2
Constante Gravitacional
G
6.67 E-11 m3/(s2*kg)
Constante de Planck
h
6.626 E-32 J*s
Carga do Electrão
q
1.60 E -19 C
Massa do Protão
mp
1.67E-27 kg
Faraday
F
96485.309 C/gmol
Raio de Bohr
a0
0.0529 nm
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Continuação: Tabela de constantes
Nome
Símbolo
Valor e Unidade
Número de Avogadro
NA
6.022 E23 l/g
Boltzman
k
1.38 E-23 J/K
Volume Molar
Vm
22.41 l/gmol
Constante de Gás Universal
R
8.314 J/(gmol*K)
Temperatura (CNTP)
StdT
273.15 K
Pressão (CNTP)
StdP
101.325 kPa
Stefan-Boktzmann
s
5.670 E-8 m/s
Velocidade da Luz
c
299792458 m/s
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Tabela de prefixos
Nome
Símbolo
Valor Multiplicativo
Tera
T
10+12
Giga
G
10+9
Mega
M
10+6
kilo
k
10+3
mili
m
10-3
micro
µ
10-6
nano
n
10-9
pico
p
10-12
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Generalidades sobre Mecânica
Conceito
Mecânica é o ramo das ciências físicas que se preocupa com as condições de
repouso ou movimento de corpos sob a acção de forças.
Divisões
 Mecânica dos Corpos Rígidos.
 Mecânica dos Corpos Deformáveis.
 Mecânica dos Fluidos.
Objectivo
Estudo da acção de forças sobre corpos.
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Aplicações
Cálculo estrutural; Projecto de máquinas; Escoamento de fluidos; Comportamento molecular
e atómico dos elementos; Instrumentação eléctrica, etc.

A Mecânica dos Corpos Rígidos
Divide-se em:
Estática: Estudo dos corpos em repouso ou movendo-se em velocidade
constante (corpos em equilíbrio).
Dinâmica: Estudo dos corpos em movimento acelerado. Divide-se em:
i) Cinemática: estuda a geometria do movimento sem se
preocupar com suas causas;
ii) Dinâmica: estuda o movimento relacionando-o com as suas
causas (forças aplicadas).
A estática é um caso particular (mais simples) da dinâmica (onde a aceleração é nula)
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Desenvolvimento Histórico
Arquimedes (287-212 a.C.): Estudo do equilíbrio de alavancas (momento).
Galileu Galilei (1564-1642): Princípios do estudo da dinâmica (pêndulos e corpos em queda livre).
Isaac Newton (1642-1727): Leis fundamentais do movimento; Mecânica Newtoniana.
Euler; D’Alembert; Lagrange: Técnicas para aplicação das leis fundamentais.
Einstein (1879-1955): Teoria da relatividade: Mecânica Relativista. Contínuo espaço-temporal.
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