Estática

 Nota: Se procura o super-herói conhecido no Brasil como Super Choque, veja Static (DC Comics).

Mecânica clássica
Diagramas de movimento orbital de um satélite ao redor da Terra, mostrando a velocidade e aceleração.
Cinemática Deslocamento Velocidade Velocidade escalar Aceleração Aceleração centrípeta Movimento uniforme Movimento uniformemente variado Movimento retilíneo Movimento parabólico Movimento circular Movimento circular uniforme Movimento curvilíneo Movimento harmônico simples Movimento harmônico complexo
Dinâmica Força Inércia Produto de inércia Leis de Newton Primeira Lei de Newton Segunda Lei de Newton Terceira Lei de Newton Equações de movimento Ressonância
História História da física
Trabalho e Mecânica Energia cinética Energia potencial Trabalho Conservação da energia Força conservativa Força de contato Função de Lagrange Potência Retropropulsão Princípio de Hamilton
Sistema de partículas Centro de massa Corpo rígido Momento linear Conservação do momento linear Equilíbrio dinâmico Princípio de d'Alembert Sistema massa-mola
Colisões Impulso Colisão elástica Colisão inelástica
Movimento rotacional Posição angular Deslocamento angular Velocidade angular Aceleração angular Momento de inércia Torque Momento angular
Sistemas Clássicos Sistema dinâmico Sistema linear Sistema não linear Sistema hamiltoniano Sistema caótico
Formulações Mecânica newtoniana Mecânica hamiltoniana Mecânica lagrangiana Mecânica KvN Equação de Udwadia-Kalaba Mecânica de Routhian
Gravitação Lei da gravitação universal Princípio da superposição Constante gravitacional Velocidade de escape Leis de Kepler Princípio da equivalência
Físicos Isaac Newton Leonhard Euler Joseph-Louis Lagrange Pierre-Simon Laplace Galileu Galilei William Rowan Hamilton Johannes Kepler
v d e

A estática é a parte da física que estuda sistemas sob a ação de forças que se equilibram. De acordo com a segunda lei de Newton, a aceleração destes sistemas é nula. De acordo com a primeira lei de Newton, todas as partes de um sistema em equilíbrio também estão em equilíbrio.^[1] Este fato permite determinar as forças internas de um corpo, a partir do valor das forças externas.^[1]

Ver artigo principal: força

O princípio fundamental da dinâmica (segundo princípio ou segunda lei de Newton) mescla a massa e a aceleração de um corpo com uma grandeza vetorial, a força. Supondo que m é a massa de um corpo e F é o vetor resultante da soma de todas as forças aplicadas ao mesmo (força resultante), então, para um corpo entrar em equilíbrio, a resultante das forças tem que ser nula, ou seja, R=P, nula.^[1]

${\displaystyle {\mathbf {F} }={\frac {d(mv)}{dt}}}$ "

Onde m não é, necessariamente, independente de t. Por exemplo, um foguete expulsa gases, diminuindo a massa de combustível e, portanto, a sua massa total, que decresce em função do tempo.^[1] A quantidade mv denomina-se momento linear ou quantidade de movimento. Quando m é independente do tempo t (o que ocorre geralmente), a equação anterior transforma-se em:

${\displaystyle {\mathbf {F} }=m\times {\frac {dv}{dt}}=m\times a}$

A forma exata de F obtém-se a partir de considerações sobre a circunstância do objeto. A terceira lei de Newton dá uma indicação particular sobre F: se um corpo A exerce uma força F sobre outro corpo B, então B exerce uma força (de reação), de igual direção e sentido oposto, sobre A, -F (terceira lei de Newton ou princípio de ação e reação).^[1]

Exemplo de uma força é a fricção ou deslizamento em pequenas porções de gases, que é função da velocidade das partículas gasosas (desprezando-se pequenas velocidades). Por exemplo:

${\displaystyle {\mathbf {F_{f}} }=-k\mathbf {v} }$

onde k é uma constante positiva. Se temos uma relação para F, semelhante à já exposta, esta relação pode substituir F na segunda lei de Newton, de modo a obter uma equação diferencial, a equação do movimento. Se o deslizamento é a única força que atua sobre o objeto, a equação do movimento é:

${\displaystyle -k{\mathbf {v} }=ma=m\times {\frac {dv}{dt}}}$

O que pode ser integrado para obter:

${\displaystyle {\mathbf {v} }={\mathbf {v_{0}} }\exp {\frac {-kt}{m}}}$

onde v₀ é a velocidade inicial (uma condição de limite na integração). Isto nos diz que a velocidade deste corpo decresce de forma exponencial até zero. Esta expressão pode ser de novo integrada, para obter r.

A inexistência de forças para aplicar a segunda lei de Newton nos leva a concluir que a aceleração é nula (primeira lei de Newton ou Princípio de Inércia).

Forças importantes são a força gravitacional (a força que resulta do campo gravitacional), ou a força de Lorentz, no campo eletromagnético.

Em Estática, a soma das forças aplicadas a um corpo deve ser igual a zero.

${\displaystyle \sum {F}=0}$

Ver artigo principal: momento (física)

O momento de força (ou simplesmente momento) é uma grandeza que representa a magnitude da força aplicada a um sistema rotacional a uma determinada distância de um eixo de rotação.

Momento = magnitude da força x distância perpendicular ao pivô (f x d)

${\displaystyle {\vec {M}}={\vec {r}}\times {\vec {F}}\,\!}$

Em Estática, a soma dos momentos aplicados a um corpo deve ser igual a zero.

${\displaystyle \sum {M}=0}$

Referências

• Eletrostática
• Eletricidade estática

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