Mecânica: saiba o que é, como funciona e como estudar

Homem fazendo cálculos de mecânica física

Entre as disciplinas que fazem parte dos seus estudos na preparação para o Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) e vestibulares é a Mecânica. Esse é um dos tópicos que é carta marcada nos exames, porque é uma base importante para outros conteúdos na área de Física.

Ela é importante para conhecer questões desde a cinemática à física quântica e, por isso, dominar essa área de base poderá render bons pontos na sua prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias.

Amada por muitos e temida por outros, fato é: não precisa ter medo da Mecânica. Sabendo como estudar, você arrasará nessas questões no exame. Separamos tudo que você precisa saber sobre o tema neste guia completo!

O que é Mecânica

A Mecânica é o campo na Física responsável pelos estudos de movimento e as forças que causam ele. E isso abrange uma série de campos, desde questões do nosso cotidiano a questões astronômicas.

Por exemplo, a análise de como uma bolinha pode descer uma ladeira, a velocidade com que ela desce, o tempo que demora para ela chegar ao ponto mais baixo e a aceleração ao longo do trajeto são domínios dessa disciplina.

Já em questões maiores, a forma como os planetas orbitam em torno do sol também e como os corpos celestes se movimentam também é um estudo dessa área: faz parte da Mecânica Celeste.

Planetas orbitando em torno do sol
O movimento dos corpos é chamado de Mecânica Celeste

O que é Mecânica Clássica

Ao olhar o edital da sua prova, provavelmente você encontrará a definição “Mecânica Clássica”. Essa é uma subárea no grande campo da Mecânica, que tem como um dos seus grandes teóricos o Isaac Newton

Ele foi responsável pela descoberta da gravidade e, também, formulador das Leis de Newton. Também fazem parte do rol de cientistas responsáveis pela formulação dessa área o Galileu Galilei e Johannes Kepler (responsável pela criação das Leis de Kepler)

Outras que também vão aparecer no edital (mas com uma concentração de conteúdos bem menor) é a Mecânica Relativística (bem conhecida por uma de suas grandes figuras: Albert Einstein) e a Mecânica Quântica (que também teve uma forte contribuição de Einstein e, também, de Bohr e Planck).

Áreas dentro da Mecânica Clássica

Agora vamos entender melhor o que é visto dentro de cada uma das áreas da Mecânica. Na Clássica, temos as divisões entre Dinâmica, Estática, Hidrostática e Hidrodinâmica. Conheça um pouco mais sobre cada uma delas a seguir.

Essa é a subárea da Física que mais cai tanto no Enem quanto nos vestibulares, então dê uma atenção extra nessa parte nos seus estudos nessa disciplina. Entender bem essa parte também ajuda a entender melhor sobre a Mecânica Relativística e Quântica, que costumam ser temas complexos para alguns estudantes.

Cinemática

A Cinemática é um campo da Mecânica Clássica que estuda os fenômenos que ocorrem em um corpo a partir do momento em que ele entra em movimento: acelera, desacelera, para, mantém-se em movimento constante, entra em movimento centrípeto, entre outras possibilidades.

Nesse campo, é onde se aplicam alguns conhecimentos e fórmulas importantes, tais como:

  • Movimento Uniforme;
  • Movimento Uniformemente Variado;
  • Equação de Torricelli;
  • Movimento Circular Uniforme, entre outros.
Dinâmica

Enquanto a Cinemática estuda o que ocorre, efetivamente, com um corpo em movimento, a Dinâmica entenderá o que fez aquele corpo se mover. Ou seja, qual foi o fenômeno que deu origem ao começo da ação e, ainda, o que fez ele parar.

Basicamente, ela faz a análise das forças que atuam sobre um corpo, quais são as quantidades de movimento realizadas para que um corpo saia da inércia e, também, estuda grandezas envolvidas com movimentos de rotação.

Newton é um dos pais dos estudos da Dinâmica e suas três leis são a base de boa parte do que você deverá desenvolver nas questões dessa área. Além disso, outros conceitos que fazem parte dessa área são:

  • Torque (ou momento de uma força);
  • Quantidade de Movimento Linear;
  • Quantidade de Movimento Angular;
  • Energia Cinética.
Estática

Ironicamente, na Ciência dos Movimentos, temos um campo que estuda as condições nas quais um corpo não se movimenta: ou seja, quando está equilibrado. É a parte da Estática.

Nela, são estudados e analisados quais são as intensidades entre forças e torques que fazem com que corpos extensos fiquem equilibrados. As Leis de Newton também são grandes aliadas nessa parte.

Bolinhas de pêndulo paradas
A área da estática estuda os corpos quando não têm movimento
Hidrostática

Os líquidos também possuem seus estudos próprios sobre movimento, seja em como eles ficam equilibrados ou como se movimentam. No primeiro caso, estamos falando da Hidrostática!

Tal como sua parceira, ela estuda quais são as forças que estão envolvidas para que um fluido não se movimente. Alguns dos conhecimentos que são importantes guardar e saber aplicar aqui são:

  • Pressão;
  • Princípio de Stevin;
  • Teorema de Pascal;
  • Teorema de Arquimedes.
Hidrodinâmica

Como fluidos se movimentam? Esse é o domínio dos estudos da Hidrodinâmica. Ela também é chamada de “Mecânica dos Fluidos”, em conjunto com a Hidrostática. Alguns dos conhecimentos que são a base dessa subárea são:

  • Equação da Continuidade;
  • Equação de Bernoulli.

O que é Mecânica Relativística

A Mecânica Relativística é a subárea que estuda os movimentos no contexto da Teoria da Relatividade, idealizada por Albert Einstein. Basicamente, analisa os fenômenos que ocorrem em velocidades que estão próximas ou iguais à da luz, que é bem diferente da forma como ocorre no nosso contexto.

De uma forma bem didática (mas que você vai se aprofundar mais em seus estudos), a ideia é que um observador parado e um na velocidade próxima a da luz vão ter percepções diferentes de espaço e tempo.

Áreas na Mecânica Relativística

Essa área também tem suas divisões, para tornar o aprendizado do aluno mais didático. Nesse caso, é dividida entre Relatividade Restrita e Relatividade Geral, ambas idealizadas por Einstein. Conheça um pouco mais sobre ambas a seguir.

Relatividade Restrita

É uma parte especial da Teoria da Relatividade, baseada em dois postulados:

  • Princípio da Relatividade Restrita: “As Leis da Física são as mesmas para todos os observadores em todos os referenciais inerciais. Não existe um referencial inercial absoluto” (Albert Einstein).
  • Princípio da Constância: “A velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor (c) em todas as direções e em todos os referenciais inerciais”. (Albert Einstein).

Alguns dos conhecimentos e fórmulas que fazem parte dessa subárea são:

  • Contração do Comprimento;
  • Dilatação do Tempo;
  • Relação Geral Entre a Massa e Energia.
Relatividade Geral

A Relatividade Geral expande os conhecimentos da Realidade Restrita, abordando como os campos gravitacionais interferem no espaço e tempo. Ela é baseada no Princípio da Equivalência.

Campo gravitacional da Lua em torno da Terra
A Relatividade estuda como os campos gravitacionais interferem no espaço e no tempo

O que é Mecânica Quântica

A Mecânica Quântica é aquela que estuda a movimentação das subpartículas. Ou seja, analisa como moléculas, átomos e partículas subatômicas se comportam. Nessa escala, as leis da Física são diferentes daquelas que vemos na nossa escala.

A Mecânica Quântica é caracterizada pela indeterminação, ou seja, não é possível determinar, com precisão, em qual lugar um objeto se encontra, mas sim definir probabilidades. E isso vem da natureza do movimento dessas partículas.

Fundamentos da Mecânica

Para dominar a área de Mecânica, é fundamental ter uma boa base. Ou seja, dominar os conceitos que fazem parte da área. Separamos os principais que precisa conhecer, por subárea (Clássica, Relativística e Quântica).

Fundamentos da Mecânica Clássica

Vamos ver a seguir um pouco mais sobre cada um dos principais fundamentos da Mecânica Clássica.

Leis de Newton

As Leis de Newton são parte essencial da base da Mecânica Clássica. Conheça seus postulados a seguir:

  • Primeira Lei de Newton: chamada de Lei da Inércia. Diz que “na ausência de forças externas, um objeto em repouso permanece em repouso e um objeto em movimento permanece em movimento. Isso só se altera se ocorrer uma força externa”.
  • Segunda Lei de Newton: chamada de Lei da Força e Aceleração. Diz que “a força aplicada em um objeto é igual à massa do objeto multiplicada pela sua aceleração”. Pode ser resumida na fórmula F= ma, em que “F” significa “força”, “m” significa “massa”, e “a” significa “aceleração”.
  • Terceira Lei de Newton: chamada de Lei da Ação e Reação. Diz que “para toda ação, há sempre uma reação de igual intensidade e direção oposta”.

Conservação de energia

A energia em um sistema fechado permanece sempre constante. Ela pode ser transformada de uma forma para outra (por exemplo, de cinética para potencial), mas a quantidade total permanece sempre a mesma.

Gravitação universal

Está baseada, também, em uma lei: a Lei de Gravitação de Newton. Ela diz que “dois corpos se atraem com uma força diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre seus centros”.

Fundamentos da Mecânica Relativística

A Mecânica Relativística tem, também, seus próprios princípios e fundamentos. Conheça os principais a seguir.

Relatividade do tempo

Para a Mecânica Relativística, o tempo não é uma grandeza absoluta, diferentemente de como funciona na Mecânica Clássica. Ele é relativo e dependerá do observador.

Nesse caso, o tempo passa mais lentamente para um observador em movimento rápido comparado a um em repouso.

Relatividade do espaço

O espaço também é outra grandeza relativa neste caso. Objetos em movimento rápido encolhem na direção do movimento. Esse fenômeno é conhecido como “contração do comprimento”.

Dilatação do tempo

Quando objetos estão se movendo próximo à velocidade da luz, o tempo passa de forma mais lenta (dilatação do tempo) e, fisicamente, eles também se contraem na direção do movimento (contração do comprimento).

Equivalência de massa e energia

Esse é o fundamento que gerou a famosa equação criada por Albert Einstein: E = mc², em que “E” significa “energia”, “m” significa “massa” e “c” significa “velocidade da luz”. Nesse princípio, massa e energia se equivalem e podem ser convertidas uma na outra.

Esse entendimento proporcionou muitos avanços positivos e, infelizmente, ruins. Foi a partir dele que a Física Nuclear avançou e permitiu a criação tanto das usinas nucleares quanto, também, da bomba atômica.

Bomba atômica no Japão
O fundamento de equivalência de massa e energia resultou em aplicações como a bomba atômica

Fundamentos da Mecânica Quântica

E, por fim, conhecer os fundamentos da Mecânica Quântica ajudará você nas questões que caírem sobre esse assunto. Lembre-se que esse é um ramo que estuda as partículas subatômicas (prótons, elétrons, nêutrons, entre outras).

Comportamento Onda-Partícula

Em escalas quânticas, as partículas (como elétrons e fótons) podem ter características duplas: se comportam tanto como onda quanto partículas, dependendo de como são observadas. Esse fenômeno é ilustrado no famoso experimento da dupla fenda.

Nele, a ideia é deixar a luz visível se difratar por meio de duas fendas paralelas, feitas com um material de propriedade opaca. Uma luz é emitida e os padrões de projeção mostram um comportamento de onda. Já quando a mesma luz passa por uma chapa de metal, ele se comporta como partícula.

Princípio da incerteza de Heinsenberg

Esse é o princípio que fundamenta a Mecânica Quântica. Ele afirma que é impossível determinar simultaneamente, com precisão, tanto a energia de uma partícula quanto o instante de tempo no qual ela possui uma determinada energia. Também não permite identificar com precisão a posição dela.

Estado quântico de uma partícula

A função de onda descreve o estado quântico de uma partícula. Quando ela está em estado de superposição, significa que ela pode existir em múltiplas formas ao mesmo tempo, até que uma observação seja feita e determine seu estado atual.

Como Mecânica pode aparecer em suas provas

Até aqui, fizemos um resumo breve sobre Mecânica. Nos seus estudos, você verá mais detalhes sobre cada um desses pontos, mergulhando em conceitos, fórmulas e aplicações práticas desses conhecimentos.

Mas, é claro, um dos pontos mais importantes é saber: de que forma o Inep (responsável pela elaboração do Enem) ou os vestibulares próprios das universidades costumam cobrar questões relacionadas à Mecânica?

Bom, em primeiro lugar, o modelo de prova atual é contextual, ou seja, a ideia é que você consiga ver, de fato, a aplicação prática do que estudou e saber como trabalhar isso em uma questão. Por isso, é comum que ela apresente uma situação real e exigirá a aplicação dos conceitos para a resolução.

Elas vão exigir que você:

  • Consiga identificar os movimentos e classificá-los;
  • Entenda as implicações das principais leis que regem a Mecânica;
  • Saber aplicar as fórmulas com os dados apresentados na contextualização da questão;
  • Vetores de força;
  • Consequências das dinâmicas envolvidas no movimento, entre outras possibilidades;
  • Interpretação da Teoria da Relatividade;
  • Compreensão dos pressupostos e fundamentos da Mecânica Relativística e Mecânica Quântica.

Nas provas, é normal cair mais questões da Mecânica Clássica do que das demais. Porém, na sua preparação, não deixe de contemplar todas as possibilidades.

Essa é, inclusive, uma estratégia de prova, principalmente, pelo modelo de correção e pontuação do Enem e outras provas pelo TRI (Teoria de Resposta ao Item). Nesse modelo, as questões mais difíceis podem ajudar a puxar boas pontuações em questões mais fáceis.

Então, acertar eventuais perguntas mais complexas nas outras áreas da Mecânica pode dar um up incrível na sua nota final. Dê um bom gás nesses temas e tenha ótimos resultados.

Homem correndo em academia
Nas provas é importante identificar e classificar os movimentos

Dicas para estudar Mecânica para Enem e vestibulares

A Mecânica é um tópico encantador e, ao mesmo tempo, desafiador para os estudos. Alguns estudantes arrasam e conseguem passar por ele sem dificuldades, enquanto outros podem se sentir mais desafiados nesse momento.

Independentemente da sua facilidade ou não com o tema, fato é: uma rotina de estudos consistente poderá ser responsável por maior sucesso nas questões e impulsionar sua nota. Separamos algumas dicas que ajudarão nesse momento.

Comece com os conceitos básicos

É muito comum que alguns estudantes se preocupem mais com decorar fórmulas e saber como aplicá-las. Ok, boa parte das questões vão exigir isso. Mas, na verdade, sem o conhecimento de base, você pode ter grandes dificuldades para questões teóricas ou, ainda, para entender quais são as variáveis presentes no texto de base.

Por isso, antes de tudo, é essencial entender os fundamentos da Mecânica. Separe um tempo para mergulhar no mundo conceitual: entenda o que são as Leis de Newton, conceito de vetor, o que é velocidade, movimento, entre outros.

Ter uma compreensão consistente dos princípios básicos facilitará o entendimento de tópicos mais complexos. Não tenha pressa nesta fase: acredite, é melhor construir um alicerce firme do que ter que revisitar conceitos básicos mais tarde ou perder questões que vão abordar apenas a parte teórica.

Conte com os resumos

Os resumos são aliados ótimos para revisão e memorização. Eles são um ponto de apoio interessante para buscar informações quando for tirar dúvidas ou para passar aquele pente fino semanas antes da prova.

Lembre-se de que passar pelo conteúdo todo permitirá ter uma boa base. Fazer ou consultar resumos auxiliará na fixação e memorização de conceitos-chave e fórmulas. É uma importante estratégia de fixação, que ajudará a reforçar o que aprendeu.

Além disso, durante um exercício, se ficar com dúvida, é possível consultar um material rápido, que entregará o ponto que precisa, sem precisar passar por toda a matéria. Seja fazendo seu próprio resumo ou consultando o do seu cursinho pré-vestibular, dê uma boa importância para esse material. Eles poderão salvar seus estudos, muitas vezes!

Invista na prática com exercícios

Teoria é muito legal e realmente dominar esse tema pode ser um grande diferencial, mas chega a hora que é essencial colocar a mão na massa e partir para a prática, especialmente em Mecânica.

Nos seus estudos, você verá que muitas questões e conceitos dessa área são melhor compreendidos quando você começa a realizar exercícios de fixação. Conceitos podem ser confundidos, ou então, demorar para entender como um enunciado se encaixa em uma fórmula que já conhece.

Tour pela prova do Enem

Quanto mais treinar, mais facilmente identificará como aplicar os conhecimentos, na prática. Isso ajudará a reduzir tempo de resolução de prova, bem como também aprimorará sua habilidade de solucionar o problema apresentado.

Lousa com exercícios de física e livros à frente
A prática de exercícios ajuda na fixação de conceitos

Refaça provas anteriores

Além de exercícios de fixação, mergulhe no universo das provas anteriores. Isso porque tanto o Enem quanto outros vestibulares possuem modelos bem característicos de composição das questões e quanto mais familiarizado estiver, mais rapidamente resolverá a questão — e do jeito certo!

E, também, essa prática ajudará a gerenciar melhor o tempo do exame. Você terá uma noção de quanto tempo gasta por questão nesse modelo e poderá traçar estratégias de prova mais eficientes.

Conte com os mapas mentais

Variar os estímulos de conhecimento é importante, principalmente, em preparações mais longas (como começar a estudar para Enem e vestibulares desde o começo do ano). Isso proporciona uma sensação de novidade para o seu cérebro, além de ajudar na memorização e fixação.

Os mapas mentais são aliados essenciais para isso, por permitir identificar conexões entre diferentes conceitos. Em uma prova contextual, como o Enem, isso pode fazer toda a diferença.

Essa estrutura visual é interessante para fixação de conceitos, resumir tópicos ou planejar como responder questões complexas. Há diferentes modelos disponíveis já prontos ou, então, elabore o seu próprio.

Tenha os vídeos como aliados

Entre os tipos de conteúdo que ajudarão na variação de estímulos, os vídeos são bons aliados, principalmente no campo da Mecânica. Muitos são produzidos com mapas mentais e elementos que ajudaram em uma melhor visualização das questões.

Quer ver um exemplo? Esse vídeo do Stoodi sobre Gravitação: Leis de Kepler, permite que você aprenda sobre um tema essencial para Mecânica e movimentação de corpos celestes de forma didática e, também, cheia de curiosidades sobre a vida desse físico tão importante para essa área.

Como são recursos rápidos e fáceis de serem acionados, você pode aproveitar uma brecha do seu dia para assistir o conteúdo e fazer uma revisão. Por exemplo, está em uma sala de espera e não tem o que fazer? Assista a alguns minutos de uma playlist sobre Mecânica. É uma ótima forma de fazer seu tempo render.

Moça vendo vídeo em celular
Os vídeos são ótimas ferramentas para estudar Mecânica

Estude em grupo

A preparação para Enem e vestibulares pode ser, em muitos momentos, solitária. São muitas horas em que você está sozinho com seu material, sem interação com amigos e isso pode desmotivá-lo a longo prazo.

Uma forma de contornar isso é estudar em grupo. Reúna amigos que tenham perfis variados: aqueles que dominem a área e outros que possam ter maior dificuldade com alguns temas. Isso ajuda a ter um espírito colaborativo, com todos se ajudando.

As conversas em grupo podem ajudar a discutir conceitos, resolver dúvidas, solucionar problemas, encontrar saídas mais ágeis para resolver uma questão e compartilhar pontos de vista. Além disso, é um ótimo suporte emocional para todos, tornando esse momento mais leve.

Busque ajuda quando necessário

Está tendo dificuldades com resolução de questões ou, então, com alguns conceitos? Acredite, na Mecânica, isso é mais comum do que imagina, então não tenha vergonha!

Se está com dúvidas, peça ajuda. Um tutor ou seu professor poderá auxiliar a explicar algo que não ficou bem entendido ou dar um caminho mais simples para resolução de questões.

Não tenha medo. Se ainda com a explicação, ficar alguma questão, pergunte. O momento de tirar todas as suas dúvidas deve ser antes da prova. Não entender bem algum conceito dessa área é comum e esses profissionais são capacitados para entender, acolher e ajudá-lo nesse momento.

Saiba como aplicar na vida real

Tanto o Enem quanto vestibulares próprios adotam um modelo de prova contextual. Ou seja, a ideia não é decorar fórmulas, mas saber como aplicar os conceitos em situações do cotidiano.

Além disso, ter essa perspectiva nos seus estudos ajuda a tornar o aprendizado mais interessante e significativo. Entender como a Mecânica se aplica na realidade pode ajudar a solidificar o conhecimento e ver a utilidade prática do que está sendo estudado.

Trem azul passando em trilho
É importante saber como os conceitos de Física se aplicam no mundo real

Mantenha a disciplina

Esse é um ponto que é uma das maiores dificuldades de muitos estudantes, ao mesmo tempo, em que é um dos mais importantes para o seu sucesso: manter a constância e disciplina nos estudos.

Criar um cronograma, no qual identificará ponto a ponto do edital na parte de Mecânica que estudará no dia, ajuda a manter metas claras e prazos precisos, garantindo que estudará tudo que precisa até o dia da prova.

Mas lembre-se de deixar pontos de brechas para imprevistos. Afinal, você pode precisar de um dos seus horários de estudos para alguma questão pessoal, adoecer ou demandar mais tempo para uma área. Isso ajuda a conseguir redirecionar rotas sem comprometer seu resultado.

Preserve sua saúde e vida social

Estudar não pode ser a única coisa que fará da sua vida ao longo do ano de preparação. É preciso manter um equilíbrio saudável entre estudos, saúde e vida social.

Não negligencie seu bem-estar físico e mental, nem suas relações sociais. Reserve tempo para atividades que você gosta e para interagir com amigos e família.

Além disso, mantenha seus hobbies e estudos fora do Enem (por exemplo, língua estrangeira, esportes, aprendizado de um instrumento musical) em dia. Esse é um momento que ajudará a desopilar e dar um refresco antes de voltar à rotina.

Descanse       

O descanso é tão importante quanto o estudo. E a fixação dos conteúdos ocorre no momento em que você relaxa, sabia disso?

Então, certifique-se de dormir o suficiente e dar ao seu cérebro um tempo para recarregar. Isso não só melhora a concentração e a memória, mas também ajuda a preservar sua saúde.

Se você tiver uma fadiga ou burnout de estudos, precisará parar por algumas semanas e comprometer todo o cronograma. Então, vai devagar e consistentemente e verá como terá melhores resultados.

Relações da Mecânica com outras áreas de conhecimento

Em um dos pontos anteriores, reforçamos o quanto as provas são contextuais e, portanto, entender como a Mecânica se aplica no cotidiano e no dia a dia poderá ser essencial para bons resultados.

Além disso, quando você insere esse conhecimento no dia a dia, realmente vê ele na sua realidade. Por exemplo, ao identificar quando dois metrôs se cruzam no trajeto, você poderá identificar como a Mecânica de movimento está presente ali.

Por isso, separamos algumas das principais relações entre Mecânica e outras áreas do conhecimento para deixar isso mais claro. Veja a seguir.

Mecânica e indústria

A Mecânica tem uma profunda relação com a indústria, sendo, inclusive, a sua espinha dorsal, presente em diversas aplicações, desde as mais clássicas a, até mesmo, a introdução da robótica nesses ambientes.

Ela aparece desde criação de máquinas simples até sistemas mecânicos complexos, presente no design, na operação e na manutenção de maquinário. Tanto a criação quanto a implementação de máquinas, engrenagens, posicionamentos adequados deles na planta a, até mesmo, a automação feita por robôs passa por cálculos da área de Mecânica.

Por exemplo, para programar como um braço robótico vai se comportar para pintar um automóvel, é preciso fazer cálculos de precisão em que posição o braço estará em cada momento do processo e minimizar tanto erros quanto desperdícios de insumos (como parte da tinta que não seja aplicada no veículo).

E, também, é parte importante dos cuidados com segurança nesses ambientes, calculando exatamente os pontos seguros de movimentação de cada profissional na planta da fábrica.

Braço robótico montando carro
O cálculo mecânico preciso ajuda a evitar desperdícios

Mecânica e Matemática

A Matemática fornece a linguagem e as ferramentas necessárias para descrever e analisar fenômenos mecânicos. Isso passa tanto por fórmulas básicas de movimento até equações complexas em mecânica dos fluidos e termodinâmica.

Essa interação não só permite resolver problemas práticos, mas também contribui para o desenvolvimento teórico da mecânica, levando a novas descobertas e avanços no campo. Pois, acredite, apesar de ser um campo antigo de estudos, ainda há muito o que avançar!

Mecânica e Física Moderna

A Mecânica foi a teoria de base para a Física Moderna que tem sido muito pesquisada nos últimos 125 anos. Foi a partir dela que muitas teorias e descobertas subsequentes surgiram.

Afinal, a Física Moderna é, basicamente, baseada na Mecânica Relativística e Quântica, expandindo tanto para o conhecimento astronômico quanto, também para e esfera subatômica.

A Física Quântica é uma das áreas mais estudadas no momento, principalmente, pelo interesse em desenvolver tecnologias baseadas no comportamento de partículas em escalas extremamente pequenas. É o caso, por exemplo, da Computação Quântica.

Mecânica e Meio Ambiente

A Mecânica está diretamente ligada com o desenvolvimento de novas fontes de energia limpas e sustentáveis. Por exemplo, os princípios da Mecânica Clássica são aplicados na geração de energia, como em turbinas eólicas e hidrelétricas, e no desenvolvimento de tecnologias mais eficientes e menos poluentes.

Outra fonte de energia que poucos sabem que é renovável e sustentável é a nuclear. E seu desenvolvimento parte, justamente, da Mecânica Relativística e Quântica.

Além disso, essa área ajuda a entender e modelar os impactos ambientais de atividades humanas, facilitando a criação de soluções mais sustentáveis e respeitosas ao Meio Ambiente.

Mecânica e Engenharia

Se você pensa em fazer alguma Engenharia, saiba que a Mecânica vai fazer parte (e muito!) da sua rotina de estudos, por ser uma das disciplinas fundamentais do curso. Isso porque ela está na base de boa parte das atividades desse campo de conhecimento.

Inclusive, há uma área específica da Engenharia que lida muito de perto com os conceitos que verá na Mecânica Clássica: a Engenharia Mecânica. Os profissionais dessa área aplicam os princípios desse campo de conhecimento para criar e otimizar diversos produtos e máquinas.

Mas não é só ela. Outros campos dessa área do conhecimento que mergulham no amplo universo dos movimentos são:

Ou seja, a Mecânica desempenha um papel essencial na inovação tecnológica, desenvolvimento de novos materiais, fontes de energia, tecnologias de propulsão, sistemas de controle e muito mais. E boa parte desses avanços são feitos pelos engenheiros.

Rapaz trabalhando com peças de máquina
A Mecânica está presente na Engenharia Mecânica e em outras modalidades do curso

A presença da Mecânica no nosso cotidiano

Até aqui, você deve ter percebido que a Mecânica está presente em todo o nosso cotidiano, não é mesmo? Mas, se tem dificuldades para visualizar como isso acontece, de fato, separamos mais informações sobre isso.

A Mecânica Clássica permite:

  • Calcular a pressão de água em torneiras;
  • Saber a velocidade média de um automóvel;
  • Saber o tempo de duração de uma viagem;
  • Identificar como deixar um equipamento em equilíbrio, entre outros.

Já as aplicações da Mecânica Relativística fazem parte de muitas questões que, inclusive, estão incorporadas no nosso dia a dia. Entre elas:

  • Calibração de dispositivos de GPS;
  • Funcionamento das televisões;
  • Forma como os satélites funcionam;
  • Funcionamento dos reatores nucleares das usinas nucleares;
  • Eletroímãs, entre outros.

A Mecânica Quântica está também muito presente em nosso dia a dia. Alguns exemplos são:

  • Tecnologia de Pontos Quânticos presentes em Smart TVs mais modernas;
  • Funcionamento do Laser;
  •  Fenômenos de decaimento radioativo;
  • Desenvolvimento da Computação Quântica.

Mecânica e Inovação Científica

E se a Mecânica, em suas diferentes subáreas, está tão presente em nosso dia a dia, saiba que a tendência é aumentar ainda mais. A Inovação Científica ajuda a desenvolver as aplicações dela em diferentes áreas. Veja a seguir.

Computação quântica

A computação quântica promete ser uma importante revolução tecnológica, sendo uma das mais empolgantes promessas para o futuro. Nossos modelos atuais utilizam bits binários para processar informações, sendo sempre 0 ou 1.

Já a computação quântica utilizaria qubits que utilizam o princípio de indeterminação para processar dados. Ou seja, eles podem existir simultaneamente em múltiplos estados.

Isso permitiria que o processamento de dados pudesse ser feito mais rapidamente e gastando menos recursos, principalmente, para grandes cálculos. Estima-se que, com essa possibilidade, os avanços em Matemática, Química e, claro, Física (que dependem de cálculos complexos para avançarem) sejam mais acelerados.

Além disso, ela tem o potencial de revolucionar campos como a criptografia, pesquisa de novos materiais e medicamentos, e a resolução de problemas complexos em finanças e logística.

Homem e mulher vendo algo em laptop em central de computadores
A Mecânica pode ser usada na Computação Quântica para acelerar processos

Robótica e automação inteligente

A robótica já está presente nas fábricas, mas hoje podemos vivenciar um avanço ainda maior: sua aplicação em conjunto com a Inteligência Artificial. Com ela, seria possível criar máquinas que realizam tarefas ainda mais complexas e adaptar-se a novos ambientes.

Estes sistemas não apenas aumentam a eficiência e segurança em ambientes industriais e de pesquisa, mas também têm aplicações em áreas como a medicina, onde robôs cirúrgicos permitem procedimentos mais precisos e menos invasivos. Ou seja, são muitas áreas que vão se beneficiar desse avanço.

Novas fontes de energia e eficiência das já criadas

A busca por novas fontes de energia e a melhoria da eficiência das fontes existentes são campos onde a Mecânica tem um papel crucial e urgente. Ela auxilia na criação de turbinas eólicas mais eficientes, painéis solares e em tecnologias emergentes como a fusão nuclear.

E, também, está no cerne do desenvolvimento de uma nova forma de energia eficiente, renovável e sustentável: a fissão nuclear. Baseada nos princípios da Mecânica Quântica, a ideia é gerar energia bombardeando o núcleo de um átomo com neutros, fazendo com que ele libere uma grande quantidade de energia térmica.

A partir da possibilidade de implementação desse modo de energia, de forma segura, será possível reduzir o uso de fontes não-renováveis e preservar recursos naturais. Isso tudo atendendo a uma demanda crescente pelo aumento no uso de dispositivos que requerem energia para seu funcionamento.

Saiba também: veja qual é a média salarial para quem se forma em Engenharia Mecânica!

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Prepare-se para o Enem e vestibulares e domine o universo da Mecânica

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