Fórmulas de Física

Rosimar Gouveia

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.

Corrida

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 + negrito 1 sobre negrito 2a . 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)

negrito T negrito espaço negrito igual a negrito espaço negrito 1 sobre negrito f

T: período (s)

f: frequência (Hz)

ω = 2 . negrito pi . f

ω: velocidade angular (rad/s)

f: frequência (Hz)

negrito alfa com negrito cp subscrito negrito igual a negrito espaço negrito V à potência de negrito 2 sobre negrito R

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)

negrito H negrito espaço negrito igual a negrito espaço numerador negrito V com negrito 0 subscrito com negrito 2 sobrescrito negrito. negrito s negrito e negrito n à potência de negrito 2 negrito. negrito teta sobre denominador negrito 2 negrito. negrito g fim da fração

H:altura máxima (m)

v0: velocidade inicial (m/s)

θ: ângulo da direção do lançamento

g: aceleração da gravidade (m/s2)

negrito A negrito espaço negrito igual a negrito espaço numerador negrito V com negrito 0 subscrito com negrito 2 sobrescrito negrito. negrito sen negrito espaço negrito 2 negrito teta sobre denominador negrito g fim da fração

A: alcance (m)

v0: velocidade inicial (m/s)

θ: ângulo da direção do lançamento

g: aceleração da gravidade (m/s2)

Veja também:

Dinâmica

A dinâmica estuda as causas dos movimento dos corpos. Neste tópico, estudamos os diferentes tipos de forças que atuam no movimento.

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:

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.

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 = negrito 1 sobre negrito 2 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 = negrito 1 sobre negrito 2. k . x2

Eel: energia potencial elástica (J)

k: constante elástica da mola (N/m)

x: deformação da mola (m)

negrito P negrito espaço negrito igual a numerador negrito T sobre denominador negrito incremento negrito t fim da fração

P: potência (w)

T:trabalho (J)

Δt: intervalo de tempo (s)

Veja também:

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.

Choques

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.

Empuxo

negrito p negrito espaço negrito igual a negrito F sobre negrito A

p: pressão (N/m2)

F: força (N)

A: área (m2)

bold italic ró negrito igual a negrito m sobre negrito v

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:

Gravitação Universal

As Leis de Kepler e a Lei de Gravitação Universal de Isaac Newton, contribuíram muito para os avanços da astronomia.

Sistema solar

T2 = K . r3

T: período do planeta (u.a)

K: constante de proporcionalidade

r: raio médio (u.a)

negrito F com negrito G subscrito negrito igual a numerador negrito G negrito. negrito M com negrito 1 subscrito negrito. negrito M com negrito 2 subscrito sobre denominador negrito d à potência de negrito 2 fim da fração

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:

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.

Termologia

Escalas termométricas

negrito T com negrito c subscrito sobre negrito 5 negrito igual a numerador negrito T com negrito F subscrito negrito espaço negrito menos negrito espaço negrito 32 sobre denominador negrito 9 fim da fração

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)

negrito R negrito espaço negrito igual a negrito espaço negrito T sobre negrito Q com negrito q subscrito

R: rendimento de uma máquina térmica

T: trabalho (J)

Qq: quantidade de calor absorvida da fonte quente (J)

negrito incremento negrito S negrito igual a numerador negrito incremento negrito Q sobre denominador negrito T fim da fração

∆S: variação de entropia (J/K)

∆Q: Quantidade de calor (J)

T: temperatura absoluta (K)

Para saber mais:

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.

ondas

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

negrito 1 sobre negrito f negrito igual a negrito 1 sobre negrito p negrito mais numerador negrito 1 sobre denominador negrito p negrito apóstrofo fim da fração

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)

bold italic A negrito igual a negrito i sobre negrito o negrito igual a negrito menos numerador negrito p negrito apóstrofo sobre denominador negrito p fim da fração

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:

Eletricidade

Conceitos como corrente elétrica, diferença de potencial, potência e energia elétrica são fundamentais para os cálculos em eletricidade.

poste de energia

Eletrostática

bold italic F com negrito e subscrito negrito igual a bold italic k negrito espaço negrito. numerador começar estilo negrito linha vertical Q com 1 subscrito linha vertical fim do estilo negrito. começar estilo negrito linha vertical Q com 2 subscrito linha vertical fim do estilo negrito espaço sobre denominador negrito d à potência de negrito 2 fim da fração

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)

bold italic V negrito igual a bold italic k negrito. negrito Q sobre negrito d

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

negrito 1 sobre negrito R com negrito e subscrito negrito igual a negrito 1 sobre negrito R com negrito 1 subscrito negrito mais negrito 1 sobre negrito R com negrito 2 subscrito negrito mais negrito. negrito. negrito. negrito mais negrito 1 sobre negrito R com negrito n subscrito

Re: resistência equivalente (Ω)

R1: resistência 1 (Ω)

R2: resistência 2 (Ω)

Rn: resistência n (Ω)

Capacitores

bold italic C negrito igual a negrito Q sobre negrito U

C: capacitância (F)

Q: carga elétrica (C)

U: diferença de potencial (V)

Veja também:

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.

bússola

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

bold italic épsilon negrito igual a numerador negrito incremento negrito fi maiúsculo sobre denominador negrito incremento negrito t fim da fração

ε: fem induzida (V)

∆φ: variação do fluxo magnético (Wb)

∆t: intervalo de tempo (s)

Veja também:

Rosimar Gouveia
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.