Mostrar código-fonte de Mecânica Clássica

{{Mecânica}}
A '''mecânica clássica''' se refere às três principais formulações da mecânica pré-relativística: a [[mecânica newtoniana]], [[Mecânica de Lagrange|mecânica lagrangeana]] e a [[mecânica hamiltoniana]]<ref name="IFIUNIC">{{citar web|url=http://www.ifi.unicamp.br/~aguiar/top-mec-clas.pdf|título=Tópicos de Mecânica Clássica|autor=Aguiar, Marcos A. M. de|data=11 de novembro de 2010|publicado=Instituto de Física da UNICAMP|acessodata=22 de janeiro de 2012}}</ref>. É a parte da [[Física]] que analisa o [[movimento]], as variações de [[energia]] e as [[força]]s que atuam sobre um [[corpo (física)|corpo]]. No ensino de física, a [[mecânica]] clássica geralmente é a primeira área da física a ser lecionada. É geralmente classificada em [[estática]], [[cinemática]] e [[dinâmica]].

==Teoria==
A quantidade de problemas resolvidos a partir da mecânica clássica é grande, e isto acontece porque seus axiomas, ou princípios<ref name="IERPNI">{{citar web|url=http://www.ierpni.com.br/educacao-transito/axiomas_mecanica.htm|título=Axiomas da Mecânica|publicado=Instituto de Educação Rangel Pestana|acessodata=22 de janeiro de 2012}}</ref>, são gerais. Dentre estes, os principais são:
*O espaço é absoluto, imutável, não sofrendo alteração em função da matéria; 
*Da mesma forma que o espaço, o tempo também é absoluto, não sofrendo mudanças em função da matéria;
*A velocidade de um corpo pode crescer ilimitadamente.

==Unidades de medida==
{{AP|Unidade de medida}}
[[Imagem:Tir parabòlic.png|upright=1.0|miniatura|esquerda|O movimento de projéteis é estudado na mecânica clássica]]

Qualquer medida física só tem algum significado se for acompanhada da respectiva unidade e da incerteza do processo de medida.

A importância da unidade de medida é intuitiva: um texto que se refira a uma 'velocidade de 30' está claramente incompleto se não for especificada a unidade da velocidade, como em 'velocidade de 30 km/h' ou 'velocidade de 30 m/s'.

Já a incerteza do processo de medida é uma informação frequentemente negligenciada. Qualquer processo de medida possui uma incerteza inerente. Por exemplo, uma régua escolar é precisa até a unidade dos milímetros, e portanto qualquer medição feita com este instrumento deve ser registrada com esta informação. Ou seja, a medição efetuada com uma régua escolar tem um erro de aproximadamente 0,5 milímetros (é metade da divisão menor). Por exemplo, o comprimento de um determinado fio é 20 cm, dizemos que o seu comprimento é 20 ± 0,05 cm; logo, o comprimento exato do fio encontra-se entre 19,95 e 20,05 cm.

O erro de medida fica cada vez menor a medida que suas unidades são divididas em mais partes. Se, com a ajuda de algum aparelho especial, um milímetro de uma régua comum for dividido em 10 partes a medição será mais exata do que apenas usando o milímetro como unidade. No entanto, isso não elimina a incerteza; apenas a diminui. A medida de uma grandeza se faz adotando-se uma medida ou convenção denominada padrão, através desta, determina-se os múltiplos e submúltiplos do padrão.

Em cada lugar do mundo se media de diferentes formas; cada maneira de medir se chamava '''sistema de medida'''. Atualmente se usa quase no mundo inteiro o [[Sistema Internacional de Unidades]] ('''SI'''), um sistema padrão. No Brasil, o sistema utilizado é o '''SI'''<ref name="INMETRO">{{citar web|url=http://www.inmetro.gov.br/consumidor/unidLegaisMed.asp |título=Unidades Legais de Medida |autor= |data= |publicado=INMETRO |acessodata=10 de março de 2013}}</ref>, cada sistema de unidades tem uma unidade padrão para cada medida. As medidas mecânicas, suas unidades-padrão e seus símbolos, estão contidas a seguir:

<table border="1" cellspacing="1" cellpadding="1" align="center" width="400">
  <tr>
  <td colspan="3" align="center">'''UNIDADES-PADRÃO DO SI'''</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>'''Medidas'''</td>
  <td>'''Unidade'''</td>
  <td>'''Símb.'''</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>Comprimento</td>
  <td>metro</td>
  <td>m</td>
  </tr align="center">
  <tr align="center">
  <td>Massa</td>
  <td>quilograma</td>
  <td>kg</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>Tempo</td>
  <td>segundo</td>
  <td>s</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>Força</td>
  <td>newton</td>
  <td>N</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>Potência</td>
  <td>watt</td>
  <td>W</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>Trabalho</td>
  <td>joule</td>
  <td>J</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>Energia</td>
  <td>joule</td>
  <td>J</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>Momento linear</td>
  <td>quilograma-metros por segundo</td>
  <td>kg.m/s</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>Momento de inércia</td>
  <td>quilograma-metro ao quadrado</td>
  <td>kg.m²</td>
  </tr>
  <tr align="center">
  <td>Torque</td>
  <td>Newton-metro</td>
  <td>N.m</td>
  </tr>
</table>

==Estática==
{{AP|Estática}}
Estuda as [[força]]s atuantes em um corpo em [[equilíbrio estático]]<ref name="GDACEUEM">{{citar web|url=http://www.gdace.uem.br/romel/MDidatico/Estatica/JoaoDirceu/A02%20-%20Nocoes%20da%20estatica%20classica.pdf|título=Noções da Estática Clássica|publicado=Grupo de Desenvolvimento e Análise do Concreto Estrutural|acessodata=22 de janeiro de 2012}}</ref>.

Utiliza conceitos fundamentais como ''espaço'', ''tempo'', [[massa]] e [[força]], bem como premissas (princípios ou axiomas) como o da resultante (todas as forças aplicadas sobre um objeto equivalem à sua soma), o da ''gravitação'' e as três [[leis de Newton]]. Chega-se a resultados como o [[equilíbrio mecânico]] e a formulações mais avançadas como o do [[momento de alavanca]].

==Cinemática==
{{AP|Cinemática}}
Estuda o [[movimento]], sem levar em consideração as forças atuantes e a massa do corpo.
*[[Trajetória]];
*[[Espaço físico|Espaço]] (módulo do comprimento da trajetória);
*[[Velocidade]];
*[[Aceleração]];
*[[Tempo]].

==Dinâmica==
{{AP|Dinâmica}}
Fundamentada na [[segunda lei de Newton]] ou princípio fundamental da dinâmica<ref name="PSF">{{citar web|url=http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/leis-de-newton/leis-de-newton-8.php|título=A Dinâmica ou Estudo das Causas do Movimento|autor=Bisquolo, Paulo Augusto|publicado=Portal São Francisco|acessodata=22 de janeiro de 2012}}</ref>, estuda o movimento tendo em conta as causas deste (genericamente [[força]]s).
*[[Massa]];
*[[Força]];
*[[Força de contato|Forças resistentes]]
*[[Aceleração]];
*[[Máquinas simples]].

==Princípios da conservação de energia mecânica clássica==
{{AP|Lei da conservação da energia}}
Estuda a conservação de energia mecânica clássica nas variações de energia de corpos de um sistema isolado através fenômenos mecânicos do cotidiano.
*[[Massa]];
*[[Velocidade]];
*[[Distância]];
*[[Força]];
*[[Trabalho (física)|Trabalho mecânico]];
*[[Energia mecânica]];
*[[Impulso]];
*[[Colisão]];
*[[Centro de massas]];
*[[Quantidade de movimento linear]];
*[[Quantidade de movimento angular]];
*[[Momento de inércia]];
*[[Produto de inércia]];
*[[Torque|Momento estático]], torque ou binário.

==Outros ramos==
A '''mecânica''' divide-se ainda em vários ramos, conforme o [[Fases da matéria|estado físico]] dos corpos a que se aplicam forças. [[estática]] e [[dinâmica]] estudam corpos no [[Sólido|estado sólido]]. A [[mecânica dos fluidos]] estuda os outros estados físicos.
*'''[[Fluido]]s
**'''[[Líquido]]s
***[[Hidrostática]]
***[[Hidrodinâmica]]
**'''[[Gás|Gases]]
***[[Aerostática]]
***[[Aerodinâmica]]

==Extensões==
*[[Mecânica analítica]] ([[Mecânica de Lagrange|mecânica lagrangiana]] e [[mecânica hamiltoniana]]) — equivalente às leis de Newton e às suas consequências, são práticas para a resolução de problemas complexos que a aplicação direta da mesma, pois lida preferencialmente com grandezas escalares (como energia cinética e potencial) e não vetoriais (como força).
*[[Mecânica relativista]] — transcendente à mecânica clássica, lida com objetos que se movem a [[velocidade]]s relativísticas (de valor próximo da [[velocidade da luz]]) e com a dinâmica de energia.
*[[Mecânica quântica]] — trata de sistemas de reduzidas dimensões (onde a troca de energia é quantizada e não contínua)
*teoria do [[campo quântico]] — trata de sistemas que têm ambas as propriedades (altas velocidades e troca de energia quantizada).

A mecânica clássica é uma teoria para a dinâmica de matéria, em verdade a primeira teoria nesta área a se consolidar, e também a primeira teoria física a se mostrar, historicamente, completamente coerente. A mecânica clássica é assim compatível com as outras teorias clássicas fundamentadas na dinâmica da matéria, a citar a [[termodinâmica]] e [[gravitação universal]]. Entretanto ela não é uma teoria para a descrição da dinâmica de energia, ou de matéria e energia, sendo a mecânica clássica em vários pontos incompatível com a teoria clássica que lida com a dinâmica da energia pura, o [[eletromagnetismo]]. A [[relatividade restrita]] é uma extensão que permite a compreensão da dinâmica de matéria e energia juntas, mas exclui a [[Gravitação universal|gravitação]] de seu campo de estudo, valendo nos casos onde o campo gravitacional é essencialmente nulo. A teoria que permite a compreensão da dinâmica da matéria e energia junto com a gravitação é a [[teoria geral da relatividade]]. Todas estas teorias valem em um mundo "clássico" onde a troca de energia não é [[Mecânica quântica|quantizada]] e sim contínua. Se admitimos a quantização da energia, fato no mundo microscópico das partículas fundamentais, a extensão da mecânica clássica é a [[mecânica quântica]]. As demais teorias clássicas seguem o mesmo caminho, geralmente tendo suas versões quânticas (não necessariamente já completamente estruturadas).
==Símbolos==
{| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0"
|- align="center"
! Símbolo<ref name=Villate>Villate, Jaime E. ''Dinâmica e Sistemas Dinâmicos''. Porto, 2013. 267 p. [[Creative Commons]] Atribuição-Partilha (versão 3.0) [[ISBN]] 978-972-99396-1-7. Acesso em 22 jun. 2013.</ref>
! Significado
! Símbolo
! Significado
|- align="center"
|<math>\mathrm{A, B}\ldots</math> || align="left" |pontos no espaço, curvas, superfícies e sólidos ||<math>\Delta\,a</math> ||align="left"|aumento da variável <math>a</math> durante um intervalo de tempo||
|- align="center"
|<math>\mathrm{A, B}\ldots \mathrm{a, b}\ldots</math>|| align="left" |unidades||<math>\vec{e}_x, \vec{e}_y, \vec{e}_z</math> || align="left" |versores cartesianos nos eixos x, y e z ||
|- align="center"
|<math>A, B\ldots a, b\ldots</math> || align="left" |variáveis|||<math>\vec{F}</math> || align="left" |força  || 
|- align="center"
|<math>\vec{A},\vec{B}\ldots \vec{a}, \vec{b}\ldots</math> || align="left" | vetores ||<math>\vec{F}_\mathrm{c}, \vec{F}_\mathrm{e}</math> || align="left" |forças de atrito cinético e estático ||
|- align="center"
|<math>\vec{a}\cdot\vec{b}</math> || align="left" |produto escalar entre vetores ||<math>\vec{F}_\mathrm{e}</math> || align="left" |força elástica ||
|- align="center"
|<math>\vec{a}\times\vec{b}</math> || align="left" |produto vetorial entre vetores||<math>a_x, a_y, a_z</math> || align="left" |Componentes cartesianas da aceleração  ||
|- align="center"
|<math>\frac{\mathrm{d}\,a}{\mathrm{d}\,x}</math>|| align="left" |derivada da variável a em função de x ||<math>e</math> || align="left" |número de Euler (base dos logaritmos naturais)  ||
|- align="center"
|<math>\dot{a}, \ddot{a}\ldots</math> || align="left" |derivadas da variável a em função do tempo ||<math>b</math> || align="left" |Braço de uma força ||
|- align="center"
|<math>\bar{a}</math> || align="left" |valor médio da variável a ||<math>\vec{g}</math> || align="left" |aceleração da gravidade ||
|- align="center"
|<math>a</math> || align="left" |aceleração (módulo do vetor aceleração) ||<math> i </math>  || align="left" |número imaginário <math>\sqrt{-1}</math> ||
|- align="center"
|<math>\vec{a}</math> || align="left" |vetor aceleração  ||<math>\vec{I}</math> || align="left" |impulso  ||
|- align="center"
|<math>a_\mathrm{t}</math> || align="left" |componentes normal e tangencial da aceleração || <math>\Delta\,\vec{r}</math> || align="left" |  vetor deslocamento ||
|- align="center"
|<math>C_\mathrm{D}</math> || align="left" |coeficiente aerodinâmico do termo da pressão ||<math>\mathcal J</math> || align="left" |matriz jacobiana ||
|- align="center"
|<math>\vec{e}_a</math> || align="left" |versor (vetor unitário) na direção do vetor a  ||<math>J</math> || align="left" |joule (unidade SI de trabalho e energia) ||
|- align="center"
|<math>E_\mathrm{c}</math>|| align="left" |energia cinética ||<math>N</math> || align="left" |newton (unidade SI de força) ||
|- align="center"
|<math>E_\mathrm{m}</math> || align="left" |energia mecânica ||<math>k</math> || align="left" |constante elástica ou coeficiente aerodinâmico do termo da viscosidade||
|- align="center" 
|<math>\vec{e}_\mathrm{n}, \vec{e}_\mathrm{t}</math> || align="left" |versores normal e tangencial ||<math>kg</math> || align="left" |quilograma (unidade SI de massa)||
|- align="center"
|<math>\mathrm{m} </math> || align="left" |massa ||<math>m</math> || align="left" |metro (unidade SI de comprimento) ||
|- align="center" 
|<math>\vec{M}_\mathrm{O}</math> || align="left" |momento de uma força em relação a um ponto O || <math>M</math> || align="left" | momento de um binário ||
|- align="center"  
|<math>W</math> || align="left" |trabalho ||<math>\vec{p}</math> || align="left" |quantidade de movimento ||
|- align="center" 
|<math>\vec{P}</math> || align="left" |peso ||<math>U</math> || align="left" |energia potencial||
|- align="center" 
|<math>\vec{r}</math> || align="left" |vetor posição ||<math>U_\mathrm{e}</math> || align="left" |energia potencial elástica ||
|- align="center" 
|<math>R</math> || align="left" |raio de curvatura de uma trajetória ||<math>\vec{v}</math> || align="left" |vetor velocidade ||
|- align="center" 
|<math>R, \theta, z</math> || align="left"|coordenadas cilíndricas ||<math>\alpha</math> || align="left" |aceleração angular ||
|- align="center" 
|<math>R_\mathrm{n}</math> || align="left"|reação normal ||<math>\mu_\mathrm{e}, \mu_\mathrm{c}</math> || align="left" |coeficientes de atrito estático e cinético ||
|- align="center"
|<math>s</math> || align="left"|distância percorrida ||<math>\pi</math> || align="left" |valor em radianos de um ângulo de 180<math>^\circ</math> ||
|- align="center"
|<math>\mathrm{s}</math> || align="left"|segundo (unidade SI de tempo) ||<math>\theta</math> || align="left" |ângulo de rotação dos versores normal e tangencial  ||
|- align="center"
|<math>T</math> || align="left"|período num movimento circular uniforme ||<math>\rho</math> || align="left" | massa volúmica  ||
|- align="center"
|<math>\lambda</math> || align="left"|valor próprio de uma matriz ||<math>\omega</math> || align="left" |  velocidade angular  ||
|- align="center"
|<math>\Omega</math> || align="left"| frequência angular ||<math>\vec{u}</math> || align="left" |  velocidade de fase ||
|- align="center"
|}
{{referências|col=2}}

==Ver também==

{{Wikilivros|Mecânica Newtoniana}}
Palavras relacionadas a instrumentos que usam no seu funcionamento a mecânica clássica:
*[[Giroscópio]]
*[[Pêndulo simples]]
*[[Movimento de projéteis]]

Efeitos estudados em mecânica clássica:
*[[Gravitação]]
*[[Mecânica celeste]]
*[[Teoria clássica de campos]]
*[[Mecânica dos fluidos]]

Teoremas da mecânica clássica:
*[[Teorema do trabalho-energia]]

{{física-rodapé}}

[[Categoria:Mecânica clássica| ]]

{{Link FA|he}}