1 - Estática - Mecânica: Conceitos Fundamentais

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Estática I 
Mecânica: princípios e conceitos 
fundamentais 
 
Profª MSc Liliane do Rocio Marconcin 
1 
Departamento de Engenharia Mecânica 
Curso de Engenharia Mecânica 
Mecânica - definição 
 
 
 
 
 
 
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• Pode ser definida como a ciência que descreve e/ou prevê as 
condições de repouso ou movimento de corpos sob a ação de 
forças. 
 
• Divide-se em mecânica de: 
 
 
 
 
 
• É uma ciência aplicada e é a base das engenharias (física, 
matemática) 
� Corpos rígidos 
� Corpos deformáveis 
� Fluidos 
Estática 
Dinâmica 
 
Materiais 
Resistência/Falhas 
 
Compressíveis 
Incompressíveis (Hidráulica) 
Mecânica - histórico 
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 Aristóteles (384 – 322 AC) 
 Arquimedes (287 – 212 AC) 
 Newton (1642 – 1727 DC) – Formulação dos princípios 
fundamentais da mecânica 
 ... 
 D’Alambert, Lagrange, Hamilton – Formulações 
alternativas 
 Einstein (1905 DC) – Relatividade 
Tempo 
 Galileu Galilei (1564 – 1642 DC) 
Mecânica – conceitos básicos 
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� Espaço – Noção de posição de um ponto P –> P possui coordenadas em 
relação a um ponto de referência (origem); 
 
� Tempo – Noção (coordenada) temporal de um evento; 
 
� Massa – Medida de inércia de um corpo. Caracteriza os corpos no que diz 
respeito à atração exercida pela terra; 
 
� Força – Representa a ação de um corpo sobre outro (com ou sem contato) -> 
caracterizado por um ponto de aplicação, magnitude e direção (grandeza vetorial). 
Mecânica – conceitos 
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• Condições de repouso ou movimento: 
 Estudo sempre baseado nos quatro conceitos básicos apresentados 
e realizado sobre o comportamento de partículas ou corpos rígidos; 
 
 
 
 
 
 
� Partícula ou ponto material – Idealização de uma 
pequena quantidade de matéria concentrada em um único ponto 
no espaço; 
� Corpo Rígido – Combinação de um grande número de 
partículas ocupando posições fixas no espaço em relação a cada 
uma. 
Mecânica – princípios fundamentais 
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• Primeira lei de Newton (princípio da inércia): Se 
a força resultante que atua em uma partícula for 
(magnitude) zero, a partícula permanecerá em 
repouso, se originalmente em repouso, ou 
permanecerá em movimento retilíneo uniforme, 
se originalmente em movimento. 
Mecânica – princípios fundamentais 
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• Segunda lei de Newton (princípio fundamental 
da mecânica): Se a força resultante agindo em 
uma partícula for diferente de zero, a partícula 
sofrerá uma aceleração proporcional à magnitude 
da resultante na direção da força resultante. 
F = m.a 
Força resultante 
Massa da partícula 
Aceleração da partícula 
Mecânica – princípios fundamentais 
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• Terceira lei de Newton (lei de ação e reação): As 
forças de ação e reação entre corpos possuem 
mesma magnitude, mesma linha de ação e 
sentido oposto. 
A 
B 
FAB 
FBA 
FAB = FBA 
Mecânica – princípios fundamentais 
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 • Lei da gravitação universal (de Newton): Duas 
partículas com massas M e m são mutuamente 
atraídas por forças iguais e opostas F e -F 
(magnitude F) onde, 
 
 
 
 
• Na superfície da Terra (Raio R), a força exercida 
sobre uma partícula de massa m é: 
F = G M m / r2 
Constante de gravitação Distância entre as partículas 
P = m g 
Unidades 
 
 
 
 
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• Unidades: 
 SI – Sistema Internacional 
 
 Unidades básicas: 
 
 
 
 Unidades derivadas: 
 
 
Grandeza Unidade Símbolo 
Comprimento metro m 
Massa quilograma kg 
Tempo segundo s 
Grandeza Unidade Símbolo 
Velocidade m / s 
Aceleração m / s2 
Força kg m / s2 N 
Momento / Energia kg m2 / s2 J = N m 
Pressão kg / (m s2 ) Pa = N / m2 
Potência kg m2 / s3 W = J / s 
Prefixos do SI 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Precisão numérica 
• A precisão da solução de um problema depende 
de dois aspectos: 
 (i) a precisão dos dados de entrada 
 (ii) a precisão dos cálculos efetuados 
 
 
 
 
 
 
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Algarismos significativos 
• Se no início de um número menor que 1 ocorrerem 
zeros, estes não serão significativos. 
Ex: 0,00821 = 8,21(10-3) com 3 algarismos 
significativos. 
 
• Se zeros ocorrem no final de um número, expresa-o 
usando arredondamento e prefixo apropriado na 
quantidade de algarismos significativos desejados. 
 Ex: 23400 = 23,4(103) com 3 algarismos 
 significativos. 
 
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Arredondamentos 
• Números menores que 5 são arredondados para 
baixo. 
 
• Números maiores que 5 são arredondados para 
cima. 
 
• Números finalizados em 5 são arrendodados: 
 (i) Para cima quando o número anterior é ímpar. 
 (ii) Para baixo quando o número anterior é par. 
 
 
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Exemplo 
1.1 Arredonde os seguintes números para 3 algarismos 
significativos: 
a) 4,65735 m 
 
b) 55,578 s 
 
c) 4555 N 
 
d) 2768 kg 
 
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Exemplo 
1.2 Represente cada uma das seguintes combinações de 
unidades na forma SI correta usando o prefixo apropriado: 
a) ��� 
 
b)
N
μm
 
 
c)
MN
ks²
 
 
d)
kN
ms
 
 
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Exemplo 
1.3 - Represente cada uma das seguintes quantidades na forma 
do SI correta usando um prefixo apropriado: 
a) 0,000431 kg 
 
b) 35,3(103) N 
 
c) 0,00532 km 
 
 
 
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