A Física é uma das matérias que tiram o sono da maioria dos estudantes, principalmente daqueles que são estudantes dos cursos de engenharia.Abaixo segue as principais leis da física que todos os estudantes de engenharia devem saber para se dar bem nas provas.
As três leis de movimento de Newton
1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia
- Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da curva, isto dá a impressão que se está sendo "jogado" para o lado contrário à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente a trajetória.
- Quando estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar em movimento.
"Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento."
2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica
Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes observamos que elas não produzem aceleração igual.
A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja:
Onde:
F é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N);
m é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg);
a é a aceleração adquirida (em m/s²).
3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação
Quando uma pessoa empurra um caixa com um força F, podemos dizer que esta é uma força de ação. mas conforme a 3ª lei de Newton, sempre que isso ocorre, há uma outra força com módulo e direção iguais, e sentido oposto a força de ação, esta é chamada força de reação.
Esta é o princípio da ação e reação, cujo enunciado é:
"As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação, existe uma força de reação."
Lei da Gravidade
Desde os primórdios, a gravidade intrigava a comunidade mundial. Filósofos, como Aristóteles, e cientistas, como Galileu, tentaram desvendar esse fenômeno. Porém, mais uma vez, foi Isaac Newton quem decifrou esse mistério e, assim como suas teorias de movimento, publicou-a por volta de 1687, mudando a ciência moderna e a compreensão do mundo.
Porém, o gênio desvendou, segundo historiadores, a gravidade de forma simples: sentado sob uma árvore, ele viu uma maçã caindo ao solo e compreendeu que a gravidade é um evento em que uma partícula de matéria atrai outra por meio de forças que dependem das massas desses corpos e da distância entre eles.
Dessa forma, como o planeta Terra possui a maior massa de nosso Universo, seu centro gravitacional atrai todos os objetos para si, por causa de sua força poderosa. Esse mesmo princípio faz com que a Lua mantenha sua órbita em torno de nosso planeta. Nosso satélite, por sua vez, por conta de sua gravidade, interfere nas marés oceânicas aqui na Terra.
Lei da conservação de massa e energia
Esse princípio, datado dos anos 1840, comprova que independentemente do que ocorra, a energia nunca se perde, ela apenas se transforma. E para manter tanto a massa quanto a energia constante, elas devem permanecer em um sistema isolado, onde não haja nenhum interferência, e a primeira pode se converter na segunda, como em uma explosão, por exemplo.
Leis da Termodinâmica
Iniciado em 1650, os princípios da termodinâmica buscam explicar de que forma trabalhos são realizados através da transformação da energia térmica. Com o passar do tempo, diversos cientistas e pesquisadores foram aprimorando e criando novos utilidades para esta vertente.
Lei zero da Termodinâmica
Também chamada de lei anteprimeira, esse princípio mostra como acontecem as trocas de calor entre os corpos, uma vez que por conta do material de composição ou do tamanho das massas esses corpos possuem temperaturas diferentes, mas isso muda quando entram em contato.
Primeira lei da termodinâmica
Desenvolvida por James Joule, essa teoria mostra que a energia interna de um sistema fechado pode variar de acordo com o calor trocado com o meio externo, e o trabalho realizado por esse procedimento.
Segunda lei da Termodinâmica
Como já vimos anteriormente, a energia não se cria, nem se perde, ela se transforma. Porém, essa transformação, de acordo com este princípio, nem sempre é exata. Segundo Kelvin “é impossível retirar energia térmica de um sistema e convertê-la totalmente em energia mecânica, sem que haja modificações em sua estrutura”.
Da mesma forma, Kelvin-Planck mostra que “uma máquina térmica, mesmo que operando em ciclos, não consegue apenas extrair calor de um sistema e executar seu trabalho. Esse sistema precisa passar por um processo de resfriamento para não entrar em colapso”.
Assim, conforme Clausius “em um sistema fechado, é impossível um corpo, ao transferir calor, ficar ainda mais frio, enquanto o outro fica mais quente”. Eles se equilibram, como vimos no princípio básico da termodinâmica.
Terceira lei da Termodinâmica
Dessa forma, baseado na segunda lei, a terceira diz que não é possível ocorrer um processo termodinâmico completamente eficaz, sem que haja perda ou declínio energético durante sua troca de calor ou seu trabalho.
Leis da Eletroestática
A eletroestática estuda a interação entre as cargas estacionárias e quase estacionárias, uma vez que dois corpos eletrizados, independentemente de positivos ou negativos, interagem entre si por meio do eletromagnetismo ou da atração gravitacional. Este princípio, chamado de Lei de Coulomb, desenvolvido pelo físico francês de mesmo nome por volta de 1780, foi o estopim para o desenvolvimento dos estudos envolvendo a Eletricidade.
Já a Lei de Gauss, publicada quase um século depois – em 1867 – pelo famoso matemático alemão de mesmo nome, complementa a teoria anterior, uma vez que ela relaciona o fluxo de um campo magnético de uma superfície fechada com as cargas que estão no interior desse espaço.
Essas são as principais leis da física e as que apresentam maior probabilidade de serem utilizadas durante o dia a dia ou o trabalho prático de um engenheiro. Se você souber de mais alguma, tão importante quanto essas, deixe seu comentário e compartilhe!!
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