Qual calculadora usar em cada situação
- Movimento. Velocidade, distância e tempo para o caso uniforme; velocidade média quando o trajeto tem trechos diferentes; aceleração para variação de velocidade; queda livre para o caso em que só a gravidade age.
- Energia e força. Energia cinética e energia potencial; força pela segunda lei de Newton; trabalho e potência para o custo energético de uma ação.
- Eletricidade. Lei de Ohm relaciona tensão, corrente e resistência; resistência equivalente resolve associações em série e em paralelo.
- Matéria. Densidade, a razão entre massa e volume que explica o que flutua e o que afunda.
As duas coisas que a intuição erra em física
1. O quadrado da velocidade. A energia cinética é m·v²/2. Dobrar a velocidade não dobra a energia — quadruplica. Um carro a 100 km/h carrega quatro vezes a energia do mesmo carro a 50, e é essa energia que a estrutura precisa absorver numa colisão. A mesma relação explica por que a distância de frenagem cresce com o quadrado da velocidade.
2. A massa some na queda. Um martelo e uma pena caem juntos no vácuo. A força da gravidade é proporcional à massa, mas a inércia — a resistência a ser acelerado — também é. As duas se cancelam, e sobra a mesma aceleração para todos os corpos. No ar, o que separa os dois não é a gravidade: é a resistência do ar, que pesa proporcionalmente mais sobre o objeto leve.
Unidades: onde as contas quebram
Física é a área em que unidade errada não gera resultado estranho, gera resultado plausível e errado. Três cuidados resolvem quase tudo:
- Converta velocidade antes de usar. As fórmulas trabalham em m/s. Para converter de km/h, divida por 3,6.
- Use quilogramas, não gramas. Um joule é kg·m²/s². Massa em gramas produz resultado mil vezes menor sem nenhum aviso.
- Confira a unidade da resposta. Energia em joules, força em newtons, potência em watts. Se a sua conta devolve uma unidade que não é essa, a fórmula está incompleta.
Perguntas frequentes
Por que g é 9,8 e não 10? 9,8 m/s² é a média na superfície da Terra; o valor real vai de cerca de 9,78 no equador a 9,83 nos polos, por causa do achatamento e da rotação do planeta. Usar 10 simplifica a conta com erro de 2%.
As fórmulas consideram atrito e resistência do ar? Não. São os modelos idealizados que se ensina na física básica, e eles descrevem bem objetos densos em distâncias curtas. Para uma folha de papel, um paraquedista ou um carro em alta velocidade, a resistência do ar domina e o modelo deixa de valer.
Qual a diferença entre massa e peso? Massa é quantidade de matéria, em quilogramas, e não muda de lugar para lugar. Peso é a força com que a gravidade puxa essa massa, em newtons — na Lua, sua massa é a mesma e seu peso é um sexto.
Energia e potência são a mesma coisa? Não. Energia é a quantidade de trabalho; potência é a velocidade com que ele é realizado. Subir uma escada correndo ou andando gasta a mesma energia — correndo exige mais potência.