Sumário Mecânica As Fronteiras da Física Moderna 1 1 3 3.1 Sistema de coordenadas tridimensional 72 3.2 Velocidade e aceleração em um plano 73 3.3 Movimento ideal de projéteis 74 3.4 Altura máxima e alcance de um projétil 78 3.5 Movimento realista de projéteis 83 3.6 Movimento relativo 84 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 87 Questões de múltipla escolha 92 Questões 93 Problemas 94 Visão Geral 7 1.1 Por que estudar física? 8 1.2 Trabalhando com números 9 1.3 Sistema internacional de unidades 11 1.4 Escalas de nosso mundo 14 1.5 Estratégia geral de resolução de problemas 16 1.6 Vetores 23 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 28 Questões de múltipla escolha 30 Questões 31 Problemas 31 2 Movimento em Linha Reta 35 2.1 2.2 Introdução à cinemática 36 Vetor posição, vetor deslocamento e distância 36 2.3 Vetor velocidade, velocidade média e velocidade escalar 40 2.4 Vetor aceleração 43 2.5 Soluções por computador e fórmulas de diferenças 44 Encontrando deslocamento e velocidade a partir da 2.6 aceleração 46 2.7 Movimento com aceleração constante 47 2.8 Redução de movimento em mais de uma dimensão para uma dimensão 56 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 59 Questões de múltipla escolha 64 Questões 64 Problemas 65 _Bauer_Livro_1.indb xxiii Movimento em Duas e Três Dimensões 71 4 Força 100 4.1 4.2 Tipos de forças 101 Vetor força gravitacional, peso e massa 103 4.3 Força resultante 105 4.4 Leis de Newton 106 4.5 Cordas e polias 109 4.6 Aplicação das leis de Newton 112 4.7 Força de atrito 118 4.8 Aplicações da força de atrito 123 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 126 Questões de múltipla escolha 132 Questões 132 Problemas 133 19/04/12 14:34 xxiv 5 Sumário Energia Cinética, Trabalho e Potência 140 5.1 Energia em nossa vida diária 141 5.2 Energia cinética 143 5.3 Trabalho 145 5.4 Trabalho realizado por uma força constante 145 5.5 Trabalho realizado por uma força variável 152 5.6 Força elástica 153 5.7 Potência 157 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 159 Questões de múltipla escolha 164 Questões 165 Problemas 165 6 8 8.1 Centro de massa e centro de gravidade 247 8.2 Momento do centro de massa 251 8.3 Movimento de foguetes 256 8.4 Calculando o centro de massa 259 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 266 Questões de múltipla escolha 272 Questões 273 Problemas 274 9 Coordenadas polares 280 Coordenadas angulares e deslocamento angular 281 9.3 Velocidade angular, frequência angular e período 283 9.4 Aceleração angular e centrípeta 286 9.5 Força centrípeta 289 9.6 Movimento circular e linear 293 9.7 Mais exemplos de movimento circular 296 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 300 Questões de múltipla escolha 305 Questões 306 Problemas 307 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 7 10 Rotação 312 10.1 Energia cinética de rotação 313 10.2 Cálculo do momento de inércia 314 10.3 Rolamento sem deslizamento 322 10.4 Torque 326 10.5 Segunda Lei de Newton para rotação 328 10.6 Trabalho realizado por um torque 332 10.7 Momento angular 335 10.8 Precessão 341 10.9 Momento angular quantizado 343 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 343 Questões de múltipla escolha 346 Questões 347 Problemas 348 Momento e Colisões 205 7.1 Momento linear 206 7.2 Impulso 208 7.3 Conservação de momento linear 210 7.4 Colisão elástica unidimensional 212 7.5 Colisão elástica em duas ou três dimensões 216 7.6 Colisão perfeitamente inelástica 220 7.7 Colisão parcialmente inelástica 227 7.8 Bilhar e caos 228 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 229 Questões de múltipla escolha 235 Questões 236 Problemas 237 Movimento Circular 279 9.1 9.2 Energia Potencial e Conservação de Energia 168 Energia potencial 169 Forças conservativas e não conservativas 170 Trabalho e energia potencial 173 Energia potencial e força 174 Conservação de energia mecânica 177 Trabalho e energia para a força elástica 181 Forças não conservativas e o teorema do trabalho e energia cinética 186 6.8 Energia potencial e estabilidade 190 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 192 Questões de múltipla escolha 198 Questões 199 Problemas 200 Sistemas de Partículas e Corpos Extensos 246 11 Equilíbrio Estático 354 11.1 11.2 Condições de equilíbrio 355 Exemplos envolvendo equilíbrio estático 357 11.3 Estabilidade de estruturas 366 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 370 Questões de múltipla escolha 373 Questões 374 Problemas 375 _Bauer_Livro_1.indb xxiv 19/04/12 14:34 Sumário 12 Gravitação 381 Apêndice A Resumo Matemático A-1 12.1 12.2 Apêndice B Massas de Isótopos, Energias de Ligação e Meias-vidas B-1 Apêndice C Propriedades dos Elementos C-1 Lei da Gravidade de Newton 382 Gravitação próximo à superfície da Terra 387 12.3 Gravitação dentro da Terra 389 12.4 Energia potencial gravitacional 391 12.5 Leis do movimento planetário de Kepler 395 12.6 Órbitas de satélites 400 12.7 Matéria escura 405 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 407 Questões de múltipla escolha 410 Questões 411 Problemas 412 Respostas de Questões e Problemas Selecionados R-1 Créditos das Fotos C-1 Índice _Bauer_Livro_1.indb xxv xxv I-1 19/04/12 14:34