APOSTILA 1

Prévia do material em texto

FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE CARATINGA – FUNEC 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA – UNEC 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MECÂNICA GERAL 
Prof. MSc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa 
 
 
 
 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 2 
Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 
GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Mecânica Geral 
 
UNIDADE DE ENSINO: 
MECÂNICA GERAL 
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA: 
Caros discentes, 
Bem-vindos à Unidade de Ensino MECÂNICA GERAL. 
 
A Mecânica é um ramo da física que é incubada de esturdar o movimento e o 
repouso a que os corpos estão submetidos, estando ou não sob o efeito da ação de 
forças. Portanto através de seu estudo temos a possibilidade de descrever e predizer 
fenômenos físicos sobre o comportamento dos corpos, fundamentos que são 
aplicados na Engenharia (SADALLA FILHO, 2013). 
Quando uma pedra é jogada para cima, é do conhecimento de todos que ela 
irá cair. Entretanto os modelos mecânicos nos confirmam que a pedra irá cair, nos 
mostrando quando e onde isso irá acontecer, dentro de uma margem de erro 
considerada safisfatória. 
Nas próximas aulas veremos os conceitos fundamentais da mecânica geral, os 
modelos elementares a partir dos quais se pode entender e explicar uma série de 
fenômenos físicos, em especial, aqueles de interesse para a Engenharia Civil. 
Diante disso, o material direcionado aos discentes pretende estimulá-los a com-
preender criticamente os conceitos, os avanços e as grandes questões que transpas-
sam a área das engenharias. Atentando a isso, a presente unidade de ensino segue 
uma linha teórico-prático, apresentando de forma objetiva, conceitos, ideias e teorias 
por meio de uma linguagem acessível e uma visão teórica simplificada, com situações 
do nosso cotidiano. 
 
 
 
 
 
Professores: MSc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa 
mailto:sanderson.unec@gmail.com
 
 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 3 
Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 
GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Mecânica Geral 
 
 
 
CAPÍTULO 1 – CONCEITOS FUNDAMENTAIS 
1.1 Princípios Fundamentais 
 
Segundo Beer e Johnston (2006), os conceitos fundamentais da Mecânica ba-
seiam-se na Mecânica Newtonia. Os conceitos básicos usados em mecânica são os 
de espaço, tempo, massa e força. Embora não possam ser verdadeiramente defini-
dos, devendo ser aceitos a partir da nossa intuição e experiência e usados como um 
conjunto de referências mentais para nosso estudo de mecânica, podemos descrevê-
los da seguinte maneira: 
▪ Espaço: este conceito está associado a posição de um ponto material no qual 
pode ser definido por três comprimentos, medidos a partir de um certo ponto 
de referência, ou de origem, segundo três direções dadas. Estes comprimentos 
são conhecidos como as coordenadas do ponto. 
 Um sistema de coordenadas cartesianas pode ser 
definido como um plano cuja origem se situa na in-
terseção entre dois eixos perpendiculares chama-
dos eixo das abscissas (ou eixo dos x) e eixo das 
ordenadas (ou eixo dos y). 
 
▪ Tempo: Um evento não pode ser definido baseado apenas em sua posição no 
espaço. Sendo necessário também que o tempo do evento seja fornecido. 
 
▪ Massa: O conceito de massa é usado para caracterizar e comparar os corpos 
com base em certas experiências mecânicas fundamentais. Ela dá a medida 
da inércia ou da resistência de um corpo em ter seu movimento acelerado. 
 
▪ Força: a força representa a ação de um corpo sobre outro; é a causa que tende 
a produzir movimento ou a modificá-lo. A força pode ser exercida por contato 
direto ou à distância, como no caso das forças gravitacionais e magnéticas. A 
força é caracterizada pelo seu ponto de aplicação, sua intensidade, direção e 
sentido; uma força é representada por um vetor. 
AULA 1 
mailto:sanderson.unec@gmail.com
 
 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 4 
Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 
GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Mecânica Geral 
 
 
 
 
 
 
1.2 Sistema Internacional de Unidades 
 
O Sistema Internacional de Unidades (SI) é um conjunto de informações sobre 
as unidades de mediadas convencionadas pelo mundo inteiro. É subdividido em uni-
dades fundamentais básicas, delas surgindo outras unidades de medidas que são 
chamadas de derivadas. As unidades do SI formam um sistema absoluto de unidades. 
Isto significa que as três unidades básicas escolhidas são independentes dos locais 
onde são feitas as medições. 
No SI temos as unidades que são consideradas básicas relacionadas na figura 
abaixo: 
 
Figura 1 - Unidades básicas do SI 
 
Fonte: Miranda (2021). 
 
Dessas unidades há outras unidades derivadas como, entre outras, força, tra-
balho, pressão, etc. 
A força é medida em Newton (N) que é definido como a força que imprime a 
aceleração de 1 m/s2 à massa de 1 kg. A partir da Equação F = m x a (segunda Lei 
de Newton), escreve-se: 1 N = 1 kg × 1 m/s2. 
Vá no tópico, 
VÍDEO COMPLEMENTAR em sua sala virtual e acesse 
Vídeo 01 – Massa, Espaço e Tempo 
mailto:sanderson.unec@gmail.com
 
 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 5 
Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 
GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Mecânica Geral 
 
As medidas estáticas de forças são efetuadas por meio de instrumentos cha-
mados dinamômetros. 
O peso de um corpo também é uma força e é expresso em Newton (N). Da 
Equação P = m x g (terceira Lei de Newton ou Lei da Gravitação) segue-se que o peso 
de um corpo de massa 1 kg é = (1 kg) × (9,81 m/s2) = 9,81 N, onde g = 9,81m/s2 é a 
aceleração da gravidade. 
 A pressão é medida no SI em Pascal (Pa) que é definido como a pressão exer-
cida por uma força de 1 Newton uniformemente distribuída sobre uma superfície plana 
de 1 metro quadrado de área, perpendicular à direção da força Pa = N / m². Pascal é 
também unidade de tensões normais (compressão ou tração) ou tensões tangenciais 
(cisalhamento). 
 
1.2.1 Conversão de unidades 
 
Tabela 1 - Conversão de unidades 
UNIDADE EQUIVALENTE A: 
1 MPa 1 N/mm2 
1 MPa 1 x 106 N/m2 
1 GPa 1 x 109 N/m2 
1 m 100 cm 
1 cm 0,01 m 
1 kgf 9,81 N 
1 kgf 2,20 lb 
1 polegada (ou 1") 2,54 cm 
1 m2 10000 cm2 
Fonte: Apostila Mecânica Geral – Ricardo Gaspar 
 
Exemplos de Conversão de medidas de pressão: 
𝑃𝑎 =
𝑁
𝑚2
=
𝑁
𝑐𝑚2 𝑥 104 
 
𝑀𝑃𝑎 =
𝑁 𝑥 106
m² 
=
𝑁 𝑥 106
cm2𝑥 104 
=
𝑘𝑁
𝑐𝑚2𝑥 10
 
𝐺𝑃𝑎 =
𝑁 𝑥 109
m² 
=
𝑁 𝑥 109
cm2𝑥 104 
=
𝑘𝑁 𝑥 10²
𝑐𝑚2
 
mailto:sanderson.unec@gmail.com
 
 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 6 
Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 
GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Mecânica Geral 
 
 
 
 
 
 
1) São consideradas unidades presentes no sistema internacional de unidades (SI): 
a) m, kg, s 
b) cm, kg, s 
c) m, g, s 
d) km, g, h 
e) mm, mg, h 
 
2) Estudando uma planta de um projeto residencial, um engenheiro deparou-se com 
unidades de área dadas em cm². Certo cômodo dessa construção apresentava área 
de 180 000 cm². Essa área, expressa em m², equivale a: 
a) 0,12 m² 
b) 1800 m² 
c) 18 m² 
d) 346 m² 
e) 18 m² 
 
3) Uma força de 200 N é aplicada sobre uma área de 0,05 m². A pressão exercida 
sobre essa área é igual a:a) 10 Pa 
b) 2.103 Pa 
c) 4.103 Pa 
Mecânica Geral 
Atividades de Fixação 
Vá no tópico, 
VÍDEO COMPLEMENTAR em sua sala virtual e acesse 
Vídeo 02 - Conversões de Unidades 
mailto:sanderson.unec@gmail.com
 
 
NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 7 
Professor: M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 
GRADUAÇÃO 
UNEC / EAD 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA 
DISCIPLINA: Mecânica Geral 
 
d) 200 Pa 
e) 0,05 Pa 
 
BIBLIOGRAFIA 
ALVES, Lucas Máximo. V6 Conceitos Fundamentais da Física: Massa, Espaço e 
Tempo. YouTube, 13 de dez. de 2016. Disponível em: https://www.you-
tube.com/watch?v=r1e2Gf-ko2M. Acesso em: 03 nov. 2022. 
 
BEER, F. P.; JOHNSTON, E. R.. Mecânica Vetorial para Engenheiros: estática. 7. 
ed. São Paulo: McGraw Hill, 2006 
 
DANI A. CONVERSÕES DE UNIDADES AULA 01. YouTube, 18 de jul. de 2013. Dis-
ponível em: https://www.youtube.com/watch?v=yB8HjRq2pUo. Acesso em: 03 nov. 
2022. 
 
GASPAR, Ricardo. MECÂNICA DOS MATERIAIS. 2005. Disponível em: https://me-
canicadossolidos.files.wordpress.com/2016/03/resistc3aancia-dos-materiais-exce-
lente.pdf. Acesso em: 30 out. 2021. 
 
MIRANDA, Danielle de. Unidades de medidas. Disponível em: https://mundoeduca-
cao.uol.com.br/fisica/unidades-medidas.htm. Acesso em: 16 nov. 2021. 
 
SADALLA FILHO, Michel. ESTÁTICA DAS ESTRUTURAS: introdução. Introdução. 
2013. Disponível em: https://sites.google.com/site/eeestaticadasestruturas/. Acesso 
em: 30 out. 2021. 
 
YASSUDA, Irineu dos Santos. MECÂNICA TÉCNICA 1. Disponível em: 
file:///C:/Users/Maria%20Abreu/Downloads/mecnica%20tcnica1.pdf. Acesso em: 10 
nov. 2021. 
 
 
 
mailto:sanderson.unec@gmail.com