| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Descrever o uso de réguas e cilindros graduados para encontrar um comprimento ou volume | |
| 2 Descrever como medir uma variedade de intervalos de tempo usando relógios e temporizadores digitais | |
| 3 Determinar um valor médio para uma pequena distância e para um curto intervalo de tempo medindo múltiplos (incluindo o período de oscilação de um pêndulo) | |
| 4 Entender que uma grandeza escalar tem apenas magnitude (tamanho) e que uma grandeza vetorial tem magnitude e direção | |
| 5 Saber que as seguintes grandezas são escalares: distância, velocidade escalar, tempo, massa, energia e temperatura | |
| 6 Saber que as seguintes grandezas são vetoriais: força, peso, velocidade, aceleração, momento linear, intensidade do campo elétrico e intensidade do campo gravitacional | |
| 7 Determinar, por cálculo ou graficamente, a resultante de dois vetores em ângulo reto, limitado apenas a forças ou velocidades |
Movimento, forças e energia
Física IGCSE · Tópico 1
23:48
Movimento, Forças & Energia
Olhe ao seu redor. Um carro acelera. Uma bola cai. Uma xícara fica parada sobre uma mesa. A física pode descrever cada uma dessas situações — exatamente, usando números. E tudo isso baseia-se…
Narração em inglês · legendas em inglês e 中文 que você pode alternar
1.1
Medição
Programa
Fonte: Programa Cambridge International
Comprimento e volume
Use uma régua para medir comprimento. Leia a escala com o olho diretamente em frente à marca para evitar erro de leitura.


Use um cilindro graduado para medir o volume de um líquido. Leia a escala na parte inferior da superfície curva (o menisco), com o olho alinhado a ele.
Medindo tempo
Use um cronômetro ou um temporizador digital para medir um intervalo de tempo. Um relógio é adequado para tempos longos (minutos ou horas). Iniciar e parar manualmente introduz erro de tempo de reação; seu tamanho depende do operador e do método. Para reduzir esse erro, meça um intervalo longo ou vários repetidos e divida (veja abaixo).
Medindo pequenas quantidades
Um pequeno comprimento único ou um curto período de tempo é difícil de medir bem. O truque é medir muitos e dividir:
- Para encontrar a espessura média de uma folha, meça uma pilha de 100 folhas e divida por 100. Conte as folhas, não os números das páginas impressas.
- Para encontrar o tempo de uma oscilação de um pêndulo, meça o tempo de 20 oscilações e divida por 20. O tempo de uma oscilação completa é chamado de período.
Isso reduz o efeito de uma incerteza fixa de leitura ou cronometragem no valor médio. Não elimina erros sistemáticos ou contagens erradas.
Comparação de medição exemplificada. Uma pilha de 100 folhas sem capas tem $10.0\ \text{mm}$ de espessura. Conte as folhas, alinhe a pilha, evite espaços ou compressão desigual, e leia na altura dos olhos. A espessura é uma média, não uma medição precisa de cada folha.
Três cronometragens de 20 oscilações completas de pêndulo são $31.8\ \text{s}$, $32.2\ \text{s}$ e $32.0\ \text{s}$. Inicie e termine em uma posição marcada com o pêndulo se movendo na mesma direção; conte ciclos completos.
Cronometrar múltiplos reduz o efeito de um erro similar de início/fim por oscilação; ensaios repetidos ajudam a verificar consistência. Nenhum corrige uma contagem de ciclo incorreta.
Habilidades práticas: leituras, resultados e gráficos
A prova prática valoriza os mesmos hábitos em todos os experimentos:
- Faça a leitura na altura dos olhos. Olhar para uma escala de cima ou de baixo causa um erro de paralaxe. Mantenha os olhos na mesma altura do ponteiro, da superfície do líquido ou da marca.
- Verifique se há erro de zero. Um erro de zero é uma leitura que o instrumento apresenta quando deveria indicar zero, como um dinamômetro que mostra 0.2 N sem nada pendurado. Subtraia esse valor de cada leitura ou ajuste o instrumento para zero primeiro.
- Registre de acordo com a precisão do instrumento. Uma régua marcada em milímetros fornece leituras como 23 mm ou 2.3 cm. Registre todos os valores de uma coluna com o mesmo número de casas decimais e coloque a unidade no título da coluna, por exemplo, alongamento / mm.
- Repita e identifique anomalias. Um resultado anômalo não se encaixa no padrão dos demais. Repita essa leitura e exclua-a ao calcular uma média.
- Trace uma linha de melhor ajuste. Uma linha de melhor ajuste é uma única reta ou curva suave com os pontos distribuídos uniformemente dos dois lados; nunca ligue os pontos um a um. Para encontrar sua inclinação, use um triângulo que cubra mais da metade da linha.
Exemplo resolvido. Um aluno pendura cargas em uma mola e mede seu alongamento com uma régua milimetrada.
| carga / N | 0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| alongamento / mm | 0 | 8 | 16 | 29 | 32 | 40 |
(a) Identifique o resultado anômalo. O alongamento aumenta 8 mm para cada 1.0 N adicional, exceto em 3.0 N: 29 mm em vez dos 24 mm esperados.
(b) Encontre a inclinação da linha de melhor ajuste. A linha que passa pelos outros pontos passa por (0, 0) e (5.0 N, 40 mm), então a inclinação é $\dfrac{40\ \text{mm}}{5.0\ \text{N}}=8.0\ \text{mm/N}$.
(c) Sugira uma precaução. Prenda um ponteiro à parte inferior da mola e faça a leitura da régua com os olhos na altura do ponteiro, para evitar erro de paralaxe. Verifique se a mola retorna ao comprimento original depois que as cargas são removidas: se não retornar, ela ultrapassou seu limite de proporcionalidade.
Escalares e vetores
Uma grandeza escalar tem apenas magnitude (tamanho). Uma grandeza vetorial tem tamanho e direção.
- Escalares: distância, velocidade escalar, tempo, massa, energia, temperatura.
- Vetores: força, peso, velocidade, aceleração, momento, intensidade do campo elétrico, intensidade do campo gravitacional.
Para somar dois vetores em ângulo reto (90°), desenhe-os como dois lados de um retângulo. O vetor resultante é a diagonal. Encontre seu módulo com Pitágoras e sua direção com trigonometria.

Escalares & vetores
resultante = a + b
Some dois vetores ponta-a-ponta para encontrar o resultante.
| English | Português |
|---|---|
| magnitude/ˈmæɡnɪtjuːd/ | magnitude |
| vector quantity/ˈvektə ˈkwɒntɪti/ | grandeza vetorial |
| mass/mæs/ | massa |
| resultant/rɪˈzʌltənt/ | vetor resultante |
| motion/ˈməʊʃn/ | movimento |
| uniform/ˈjuːnɪfɔːm/ | uniforme |
| acceleration of free fall/əkˌseləˈreɪʃn ɒv friː fɔːl/ | aceleração da queda livre |
| air resistance/eə rɪˈzɪstəns/ | resistência do ar |
| moment/ˈməʊmənt/ | momento |
1.2
Movimento
Programa
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Definir velocidade escalar como distância percorrida por unidade de tempo; recordar e usar a equação $$v = \frac{s}{t}$$ |
|
| 2 Definir velocidade vetorial como velocidade em uma direção dada | |
| 3 Recordar e usar a equação $$\text{average speed} = \frac{\text{total distance travelled}}{\text{total time taken}}$$ |
9 Definir aceleração como variação de velocidade por unidade de tempo; recordar e usar a equação $$a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$$ |
| 4 Esboçar, plotar e interpretar gráficos de distância-tempo e gráficos de velocidade-tempo | |
| 5 Determinar, qualitativamente, a partir de dados dados ou da forma de um gráfico de distância-tempo ou velocidade-tempo, quando um objeto está: (a) em repouso (b) movendo-se com velocidade constante (c) acelerando (d) desacelerando | 10 Determinar a partir de dados dados ou da forma de um gráfico de velocidade-tempo quando um objeto está se movendo com: (a) aceleração constante (b) aceleração variável |
| 6 Calcular velocidade a partir da inclinação de uma seção de linha reta de um gráfico de distância-tempo | 11 Calcular aceleração a partir da inclinação de um gráfico de velocidade-tempo |
| 7 Calcular a área sob um gráfico de velocidade-tempo para determinar a distância percorrida em movimento com velocidade constante ou aceleração constante | |
| 12 Saber que uma desaceleração é uma aceleração negativa e usar isso em cálculos | |
| 8 Declarar que a aceleração da queda livre $g$ para um objeto próximo à superfície da Terra é aproximadamente constante e é aproximadamente $9.8\text{ m/s}^2$ | 13 Descrever o movimento de objetos caindo em um campo gravitacional uniforme com e sem resistência do ar/líquido, incluindo referência à velocidade terminal |
Fonte: Programa Cambridge International
Velocidade e velocidade escalar
Velocidade escalar é a distância percorrida por unidade de tempo.
Velocidade é velocidade em uma direção especificada. Portanto, velocidade é um vetor, mas velocidade escalar é um escalar.
Exemplo resolvido. Um ciclista percorre $3.6\ \text{km}$ até a escola. A viagem leva $10$ minutos, mais $2$ minutos esperando nos semáforos. Encontre a velocidade média em m/s.
Transforme primeiro para unidades SI: $3.6\ \text{km} = 3600\ \text{m}$ e $12\ \text{min} = 12 \times 60 = 720\ \text{s}$. O tempo de espera conta, pois faz parte do tempo total.
Aceleração
Aceleração é a variação da velocidade por unidade de tempo.
Aqui $\Delta v$ significa "a variação na velocidade". A desaceleração reduz a velocidade: a aceleração é oposta à velocidade. Seu sinal depende da direção positiva escolhida.
Exemplo resolvido. Um carro acelera de $8\ \text{m/s}$ para $20\ \text{m/s}$ em $4.0\ \text{s}$. Encontre sua aceleração.
Gráficos de movimento
Um gráfico de distância–tempo mostra quanto um objeto percorreu:
- Uma linha plana (horizontal) indica que o objeto está em repouso.
- Uma inclinação reta indica velocidade constante. A inclinação (declividade) representa a velocidade.
- Uma curva que fica mais íngreme significa que o objeto está acelerando.

Um gráfico de velocidade–tempo mostra a rapidez de um objeto:
- Uma linha plana indica velocidade constante.
- Uma inclinação reta indica aceleração constante. A inclinação é a aceleração.
- A área sob a curva corresponde à distância percorrida.

Exemplo resolvido (leitura de gráfico). O gráfico mostra um ônibus se movendo entre duas paradas. Encontre (a) a aceleração nos primeiros $6\ \text{s}$, (b) a aceleração nos últimos $4\ \text{s}$, (c) a distância entre as paradas e (d) a velocidade média.

(a) Inclinação da primeira parte: $a = \dfrac{12 - 0}{6 - 0} = 2.0\ \text{m/s}^2$.
(b) Gradiente da última parte: $a = \dfrac{0 - 12}{20 - 16} = -3.0\ \text{m/s}^2$. O sinal negativo indica que o ônibus está desacelerando: uma desaceleração de $3.0\ \text{m/s}^2$.
(c) Distância = área total sob a linha:
(d) Velocidade média $= \dfrac{180\ \text{m}}{20\ \text{s}} = 9.0\ \text{m/s}$. Isso é menor que a velocidade máxima de $12\ \text{m/s}$, porque o ônibus vai mais devagar ao acelerar e desacelerar.
Leia o tempo de cada parte no eixo do tempo: a parte B dura $16 - 6 = 10\ \text{s}$, não $16\ \text{s}$.
Queda livre
Perto da Terra, o campo gravitacional é uniforme (mesma intensidade em todos os pontos), então objetos em queda livre têm a mesma aceleração quando a resistência do ar é desprezível. Trata-se da aceleração da queda livre, $g \approx 9.8\ \text{m/s}^2$.
Quando um objeto cai pelo ar, a resistência do ar (força de arrasto) atua para cima. À medida que aumenta a velocidade, a resistência do ar cresce. Quando ela iguala ao peso, a força resultante é zero e o objeto deixa de acelerar. Ele então desce com uma velocidade terminal constante.

Exemplo resolvido. Um paraquedista de massa $70\ \text{kg}$ cai pelo ar ($g = 10\ \text{N/kg}$, logo o peso é $700\ \text{N}$).
- Quando a resistência do ar é $500\ \text{N}$: força resultante $= 700 - 500 = 200\ \text{N}$ para baixo, logo $a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{200}{70} = 2.9\ \text{m/s}^2$ para baixo. O paraquedista ainda acelera, mas menos rapidamente que no início.
- Na velocidade terminal, a resistência do ar é $700\ \text{N}$, igual ao peso. Força resultante $= 0$, logo $a = 0$.
- A paraquedas abre e a resistência do ar salta para $1200\ \text{N}$. Força resultante $= 1200 - 700 = 500\ \text{N}$ para cima, logo $a = \dfrac{500}{70} = 7.1\ \text{m/s}^2$ para cima. O paraquedista ainda desce, mas desacelera, até que a resistência do ar volte a ser $700\ \text{N}$ em uma nova velocidade terminal mais baixa.
Uma força resultante para cima não faz o paraquedista subir. Faz a velocidade descendente diminuir.

Gráfico velocidade–tempo
Altere u e a. O declive é a aceleração; a área sob a linha é a distância percorrida.
| English | Português |
|---|---|
| velocity/vəˈlɒsɪti/ | velocidade |
| acceleration/əkˌseləˈreɪʃn/ | aceleração |
| speed/spiːd/ | velocidade |
| deceleration/dɪˌseləˈreɪʃn/ | desaceleração |
| distance–time graph/ˈdɪstəns taɪm ɡræf/ | gráfico distância-tempo |
| at rest/æt rest/ | em repouso |
| gradient/ˈɡreɪdɪənt/ | coeficiente angular |
| speed–time graph/spiːd taɪm ɡræf/ | gráfico velocidade-tempo |
| area under the line/ˈeərɪə ˈʌndə ðə laɪn/ | área sob a linha |
| terminal velocity/ˈtɜːmɪnl vəˈlɒsɪti/ | velocidade terminal |
| matter/ˈmætə/ | matéria |
1.3
Massa e peso
Programa
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Declarar que massa é uma medida da quantidade de matéria em um objeto em repouso em relação ao observador | |
| 2 Declarar que peso é uma força gravitacional sobre um objeto que possui massa | 5 Descrever e usar o conceito de peso como o efeito de um campo gravitacional sobre uma massa |
| 3 Definir intensidade do campo gravitacional como força por unidade de massa; recordar e usar a equação $$g = \frac{W}{m}$$ e saber que isto é equivalente à aceleração da queda livre |
|
| 4 Saber que pesos (e massas) podem ser comparados usando uma balança |
Fonte: Programa Cambridge International
Massa é a quantidade de matéria contida em um objeto. É medida em quilogramas (kg) e não se altera ao mover o objeto.
Peso é a força da gravidade sobre uma massa. É medido em newtons (N). O peso pode mudar: é menor na Lua porque a gravidade lunar é mais fraca.
Intensidade do campo gravitacional é a força por unidade de massa:
Este $g$ tem o mesmo valor da aceleração da gravidade livre ($\approx 9.8\ \text{N/kg}$).
Exemplo resolvido. Um astronauta tem massa de $60\ \text{kg}$. Encontre o peso na Terra ($g = 9.8\ \text{N/kg}$) e na Lua ($g = 1.6\ \text{N/kg}$).
A massa é $60\ \text{kg}$ em ambos os lugares. Apenas o peso muda. Você pode comparar massas com uma balança.

Peso e massa
W = mg
O peso é proporcional à massa — a inclinação é a intensidade do campo gravitacional g (cerca de 10 N/kg na Terra).
| English | Português |
|---|---|
| balance/ˈbæləns/ | balança |
1.4
Densidade
Programa
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Definir densidade como massa por unidade de volume; recordar e usar a equação $$\rho = \frac{m}{V}$$ |
|
| 2 Descrever como determinar a densidade de um líquido, de um sólido de forma regular e de um sólido de forma irregular que afunda em um líquido (volume por deslocamento), incluindo cálculos apropriados | |
| 3 Determinar se um objeto flutua com base em dados de densidade | 4 Determinar se um líquido flutuará sobre outro líquido com base em dados de densidade, dado que os líquidos não se misturam |
Fonte: Programa Cambridge International
Densidade é a massa por unidade de volume.
O símbolo $\rho$ é a letra grega "rho". A unidade é $\text{kg/m}^3$ ou $\text{g/cm}^3$.
Para encontrar a densidade: meça a massa com uma balança, encontre o volume, depois divida.
- Sólido regular (como uma caixa): meça os lados e calcule o volume.
- Sólido irregular (forma estranha): submerja-o na água dentro de um cilindro graduado. O aumento no nível da água indica seu volume. Este é o método de deslocamento.
- Líquido: coloque um cilindro graduado vazio na balança e leia sua massa. Despeje o líquido, leia o volume no cilindro e leia a massa novamente. A massa do líquido é a diferença entre as duas leituras de massa.
Um objeto flutua se sua densidade for menor que a do líquido. Afunda se for maior. Da mesma forma, um líquido flutua sobre outro (se não se misturam) quando possui densidade inferior: óleo flutua sobre a água.
Exemplo resolvido. Uma pedra de massa $54\ \text{g}$ é mergulhada em um cilindro graduado. O nível da água sobe de $20\ \text{cm}^3$ para $40\ \text{cm}^3$. Encontre a densidade da pedra.
O volume da pedra é o aumento no nível da água, $40 - 20 = 20\ \text{cm}^3$, portanto

Flutuação e densidade
Altere a densidade do objeto e do líquido: ele flutua se for menos denso, e quanto mais denso, mais fica submerso. O ferro afunda na água mas flutua no mercúrio.
| English | Português |
|---|---|
| density/ˈdensɪti/ | densidade |
| regular solid/ˈreɡjʊlə ˈsɒlɪd/ | sólido regular |
| irregular solid/ɪˈreɡjʊlə ˈsɒlɪd/ | sólido irregular |
| displacement method/dɪˈspleɪsmənt ˈmeθəd/ | método do deslocamento |
| floats/fləʊts/ | flutua |
| shape/ʃeɪp/ | forma |
| extension/ekˈstenʃn/ | elongação |
| load–extension graph/ləʊd ekˈstenʃn ɡræf/ | gráfico carga-extensão |
| limit of proportionality/ˈlɪmɪt ɒv prəˌpɔːʃəˈnælɪti/ | limite de proporcionalidade |
| spring constant/sprɪŋ ˈkɒnstənt/ | constante da mola |
| resultant force/rɪˈzʌltənt fɔːs/ | força resultante |
| circular motion/ˈsɜːkjʊlə ˈməʊʃn/ | movimento circular |
| radius/ˈreɪdɪəs/ | raio |
| friction/ˈfrɪkʃn/ | atrito |
1.5
Forças
Programa
1.5.1 Efeitos das forças
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Saber que forças podem produzir mudanças no tamanho e forma de um objeto | 9 Definir a constante elástica como força por unidade de extensão; recordar e usar a equação $$k = \frac{F}{x}$$ |
| 2 Esboçar, plotar e interpretar gráficos de carga-extensão para um sólido elástico e descrever os procedimentos experimentais associados | 10 Definir e usar o termo 'limite de proporcionalidade' para um gráfico de carga-extensão e identificar este ponto no gráfico (não é necessário entender o limite elástico) |
| 3 Determinar a resultante de duas ou mais forças atuando ao longo da mesma linha reta | 11 Recordar e usar a equação $F = ma$ e saber que a força e a aceleração estão na mesma direção |
| 4 Saber que um objeto permanece em repouso ou continua em linha reta com velocidade constante a menos que seja afetado por uma força resultante | |
| 5 Afirme que uma força resultante pode alterar a velocidade de um objeto modificando sua direção de movimento ou sua rapidez | 12 Descreva, qualitativamente, o movimento em uma trajetória circular devido a uma força perpendicular ao movimento como: (a) a rapidez aumenta se a força aumentar, com massa e raio constantes (b) o raio diminui se a força aumentar, com massa e rapidez constantes (c) uma massa aumentada exige uma força maior para manter a rapidez e o raio constantes ($F = \frac{mv^2}{r}$ não é necessário) |
| 6 Descreva atrito sólido como a força entre duas superfícies que pode obstruir o movimento e produzir aquecimento | |
| 7 Saiba que o atrito (arrasto) atua sobre um objeto que se move através de um líquido | |
| 8 Saiba que o atrito (arrasto) atua sobre um objeto que se move através de um gás (ex.: resistência do ar) |
1.5.2 Efeito de rotação de forças
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Descreva o momento de uma força como uma medida de seu efeito de rotação e forneça exemplos cotidianos | |
| 2 Defina o momento de uma força como $\text{moment} = \text{force} \times \text{perpendicular distance from the pivot}$; lembre-se e use esta equação | |
| 3 Aplique o princípio dos momentos a situações com uma força de cada lado do ponto de apoio, incluindo o equilíbrio de uma viga | 5 Aplique o princípio dos momentos a outras situações, incluindo aquelas com mais de uma força de cada lado do ponto de apoio |
| 4 Afirme que, quando não há força resultante e nem momento resultante, um objeto está em equilíbrio | 6 Descreva um experimento para demonstrar que não há momento resultante em um objeto em equilíbrio |
1.5.3 Centro de gravidade
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Afirme o significado de centro de gravidade | |
| 2 Descreva um experimento para determinar a posição do centro de gravidade de uma lâmina plana irregular | |
| 3 Descreva, qualitativamente, o efeito da posição do centro de gravidade na estabilidade de objetos simples |
Fonte: Programa Cambridge International
Uma força é um empurrão ou tração. Pode alterar a forma, a velocidade ou a direção de um objeto.
Alongamento (Lei de Hooke)
Ao pendurar uma carga em uma mola, esta estica. Essa extensão chama-se elongação.
Em um gráfico de carga–elongação, a linha é reta inicialmente: a elongação é proporcional à carga. O ponto onde a linha deixa de ser reta é o limite de proporcionalidade.

O experimento. Pendure a mola em um suporte e posicione uma régua ao lado. Leia a posição da parte inferior da mola sem carga: este é o comprimento original. Adicione cargas uma de cada vez (por exemplo, 1 N cada) e registre o novo comprimento cada vez. A extensão é o novo comprimento menos o comprimento original. Plote a carga no eixo y contra a extensão no eixo x.
Dentro da faixa linear, a constante elástica é força dividida pela extensão:
Um $k$ grande significa uma mola rígida.
Exemplo resolvido. Uma mola tem $12.0\ \text{cm}$ de comprimento sem carga. Com uma carga de $6.0\ \text{N}$, ela tem $15.0\ \text{cm}$ de comprimento. Encontre (a) a constante elástica e (b) o comprimento com uma carga de $4.0\ \text{N}$ (o limite de proporcionalidade não é atingido).
(a) Extensão $x = 15.0 - 12.0 = 3.0\ \text{cm} = 0.030\ \text{m}$, logo
(b) Extensão $= \dfrac{F}{k} = \dfrac{4.0}{200} = 0.020\ \text{m} = 2.0\ \text{cm}$, logo o comprimento é $12.0 + 2.0 = 14.0\ \text{cm}$.
Use a extensão em $k = F/x$, nunca o comprimento total: $6.0 \div 0.150$ dá uma resposta errada.
Força resultante e leis de Newton
Some as forças em linha reta para obter a força resultante (forças em uma direção são positivas, na outra negativa).
- Se a força resultante for zero, o objeto permanece parado ou continua se movendo em linha reta com velocidade constante. (Primeira lei de Newton.)
- Se a força resultante não for zero, o objeto acelera na direção da força:

Exemplo resolvido. Um carro de $1200\ \text{kg}$ tem uma força motriz de $3000\ \text{N}$ e $600\ \text{N}$ de atrito. Encontre sua aceleração.
Primeiro encontre a força resultante: $3000 - 600 = 2400\ \text{N}$. Então
Movimento circular
Uma força resultante perpendicular ao movimento não altera a velocidade. Ela muda a direção, fazendo o objeto mover-se em círculo com velocidade constante. Isso é movimento circular. A força sempre aponta para o centro do círculo: a tração da corda em uma bola giratória ou a gravidade do Sol sobre um planeta.
Para um objeto se movendo em um círculo:
- uma força maior é necessária para manter a mesma massa movendo-se em velocidade mais alta num círculo de mesmo raio;
- uma força maior faz a mesma massa, à mesma velocidade, mover-se em um círculo menor (menor raio);
- uma massa maior precisa de uma força maior para manter a mesma velocidade e o mesmo raio.
Atrito
Atrito é a força entre duas superfícies em contato. Oposto ao deslizamento relativo ou à tendência de deslizar, pode causar aquecimento. Arrasto opõe-se ao movimento de um objeto em relação ao fluido circundante.
Momentos — efeito de rotação
O momento de uma força é seu efeito de rotação em torno de um ponto de apoio.
A unidade é o newton metro (N m).
Princípio dos momentos: quando um objeto está equilibrado (em equilíbrio),
Um objeto está em equilíbrio quando não há força resultante e nem momento resultante.

Exemplo resolvido. Um peso de $30\ \text{N}$ está posicionado $0.20\ \text{m}$ à esquerda de um pivô. A que distância à direita deve estar um peso de $20\ \text{N}$ para equilibrar a viga?
Equilibrado, então momento anti-horário $=$ momento horário:
Verificando o princípio experimentalmente. Equilibre uma régua de um metro em seu centro sobre um pivô. Pendure um peso conhecido em cada lado e mova-os até que a régua equilibre novamente. Meça cada distância a partir do pivô. Força × distância à esquerda é igual a força × distância à direita, dentro dos pequenos erros de medição, portanto não há momento resultante em um objeto equilibrado.
Centro de gravidade
O centro de gravidade é o ponto único onde todo o peso de um objeto parece atuar.
Para uma forma plana (chapa), pendure-a por um pino e deixe estabilizar; trace uma linha vertical pelo pino usando um prumo. Repita de outro ponto. O centro de gravidade é onde as linhas se cruzam.

A estabilidade de um objeto depende da posição do seu centro de gravidade. Um objeto é mais estável quando seu centro de gravidade é baixo e sua base larga. Ele tomba quando uma linha vertical pelo centro de gravidade passa para fora da base.

Forças & leis de Newton
F = ma (resultante)
A força resultante determina a aceleração; forças equilibradas ⇒ nenhuma aceleração.
| English | Português |
|---|---|
| force/fɔːs/ | força |
| weight/weɪt/ | peso |
| pivot/ˈpɪvət/ | ponto de apoio |
| principle of moments/ˈprɪnsɪpl ɒv ˈməʊmənts/ | princípio dos momentos |
| equilibrium/ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | equilíbrio |
| centre of gravity/ˈsentə ɒv ˈɡrævɪti/ | centro de gravidade |
| lamina/ˈlæmɪnə/ | placa |
| stability/stəˈbɪlɪti/ | estabilidade |
| stable/ˈsteɪbl/ | estável |
1.6
Momento linear
Programa
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Defina momento linear como massa $\times$ velocidade; lembre-se e use a equação $p = mv$ | |
| 2 Defina impulso como força $\times$ tempo durante o qual a força atua; lembre-se e use a equação $\text{impulse} = F\Delta t = \Delta(mv)$ | |
| 3 Aplique o princípio da conservação do momento linear para resolver problemas simples em uma dimensão | |
| 4 Defina força resultante como a variação do momento linear por unidade de tempo; lembre-se e use a equação $F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$ |
Fonte: Programa Cambridge International
Momento linear é massa vezes velocidade. É um vetor.
Impulso é a força vezes o tempo de atuação, e equivale à variação do momento linear:
Então a força resultante é a variação do momento linear por unidade de tempo:
Exemplo resolvido. Uma bola $0.40\ \text{kg}$ atinge uma parede a $10\ \text{m/s}$ e rebate diretamente para trás a $8.0\ \text{m/s}$. Ela toca a parede por $0.050\ \text{s}$. Encontre o impulso e a força média sobre a bola.
Considere a direção em direção à parede como positiva, então a velocidade final é $-8.0\ \text{m/s}$.
O impulso é $7.2\ \text{N s}$ afastando-se da parede, e
afastando-se da parede. Se você esquecer a mudança de direção, obterá $0.40 \times (10 - 8.0) = 0.80\ \text{N s}$, que é muito pequeno.
Conservação do momento linear: quando objetos colidem sem ação de forças externas, o momento total antes é igual ao momento total depois.
(Aqui $u$ é uma velocidade antes e $v$ é uma velocidade depois.)
Exemplo resolvido. Um carrinho de $2.0\ \text{kg}$ movendo-se a $3.0\ \text{m/s}$ bate em um carrinho estacionado de $1.0\ \text{kg}$ e eles ficam presos juntos. Encontre sua velocidade comum depois.
O momento linear total é conservado, então
Momento linear numa colisão
Defina as massas e velocidades e colida-as. O momento total é conservado.
| English | Português |
|---|---|
| momentum/məʊˈmentəm/ | quantidade de movimento |
| electric field strength/ɪˈlektrɪk fiːld streŋθ/ | intensidade do campo elétrico |
| gravitational field strength/ˌɡrævɪˈteɪʃənl fiːld streŋθ/ | intensidade de campo gravitacional |
| impulse/ˈɪmpʌls/ | impulso |
| conservation of momentum/ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv məʊˈmentəm/ | conservação da quantidade de movimento |
| stored/stɔːd/ | armazenado |
| kinetic/kɪˈnetɪk/ | cinética |
| gravitational potential/ˌɡrævɪˈteɪʃənl pəˈtenʃl/ | potencial gravitacional |
| chemical/ˈkemɪkl/ | química |
| elastic (strain)/ɪˈlæstɪk/ | elástica (de deformação) |
1.7
Energia, trabalho e potência
Programa
1.7.1 Energia
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Afirme que a energia pode ser armazenada como cinética, potencial gravitacional, química, elástica (de deformação), nuclear, eletrostática e interna (térmica) | |
| 2 Descreva como a energia é transferida entre estoques durante eventos e processos, incluindo exemplos de transferência por forças (trabalho mecânico), correntes elétricas (trabalho elétrico), aquecimento e por ondas eletromagnéticas, sonoras e outras | |
| 4 Lembre-se e use a equação para energia cinética $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ | |
| 5 Lembre-se e use a equação para a variação da energia potencial gravitacional $\Delta E_p = mg\Delta h$ | |
| 3 Conheça o princípio da conservação de energia e aplique este princípio a exemplos simples, incluindo a interpretação de diagramas de fluxo simples | 6 Conheça o princípio da conservação de energia e aplique-o a exemplos complexos envolvendo múltiplas etapas, incluindo a interpretação de diagramas de Sankey |
1.7.2 Trabalho
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Entenda que o trabalho mecânico ou elétrico realizado é igual à energia transferida | |
| 2 Lembre-se e use a equação para trabalho mecânico $W = Fd = \Delta E$ |
1.7.3 Recursos energéticos
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Descreva como a energia útil pode ser obtida, ou a potência elétrica gerada, a partir de: (a) energia química armazenada em combustíveis fósseis (b) energia química armazenada em biocombustíveis (c) água, incluindo a energia armazenada em ondas, marés e em represas hidroelétricas (d) recursos geotérmicos (e) combustível nuclear (f) luz do Sol para gerar eletricidade (células solares) (g) radiação infravermelha e outras ondas eletromagnéticas do Sol para aquecer água (coletores solares) e ser a fonte de energia eólica, incluindo referências a caldeira, turbina e gerador onde são usados | 4 Saiba que a radiação solar é a principal fonte de energia para todos os nossos recursos energéticos, exceto geotérmico, nuclear e das marés |
| 2 Descreva as vantagens e desvantagens de cada método em termos de renovabilidade, disponibilidade, confiabilidade, escala e impacto ambiental | 5 Saiba que a energia é liberada pela fusão nuclear no Sol |
| 6 Saiba que pesquisas estão sendo realizadas para investigar como a energia liberada pela fusão nuclear pode ser usada para produzir eletricidade em grande escala | |
| 3 Entenda, qualitativamente, o conceito de eficiência da transferência de energia | 7 Defina eficiência como: (a) $(\%) \text{ efficiency} = \frac{\text{(useful energy output)}}{\text{(total energy input)}} (\times 100\%)$ (b) $(\%) \text{ efficiency} = \frac{\text{(useful power output)}}{\text{(total power input)}} (\times 100\%)$ lembre-se e use essas equações |
1.7.4 Potência
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Defina potência como trabalho realizado por unidade de tempo e também como energia transferida por unidade de tempo; lembre-se e use as equações (a) $P = \frac{W}{t}$ (b) $P = \frac{\Delta E}{t}$ |
Fonte: Programa Cambridge International
Armazenamento de energia
A energia pode ser armazenada de diferentes formas: cinética, potencial gravitacional, química, elástica (deformação), nuclear, eletrostática e interna (térmica).
A energia é transferida entre estoques por forças (trabalho mecânico), por correntes elétricas, por aquecimento e por ondas (como luz e som).

Energia cinética e potencial
Energia cinética é a energia de um objeto em movimento:
A variação na energia potencial gravitacional quando um objeto sobe ou desce uma altura $\Delta h$:
Conservação de energia
O princípio da conservação de energia afirma que a energia nunca é criada nem destruída; ela apenas se transfere entre estoques. Um objeto em queda converte energia potencial gravitacional em energia cinética. Um diagrama de Sankey mostra como a energia de entrada se divide em energia útil e energia desperdiçada.


Exemplo resolvido. Uma bola de $0.50\ \text{kg}$ é solta de uma altura de $1.8\ \text{m}$. Desprezando a resistência do ar, encontre sua velocidade logo antes de tocar o solo. (Considere $g = 10\ \text{m/s}^2$.)
Toda a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética, então $\tfrac{1}{2}mv^2 = mg\,\Delta h$. A massa se cancela, restando $v^2 = 2g\,\Delta h$:
Como a massa se cancela, todo objeto solto dessa altura tocará o solo na mesma velocidade.
Trabalho
Trabalho é igual à energia transferida. Para uma força constante, use o deslocamento na direção dessa força:
A unidade de trabalho e energia é o joule (J).
A distância $d$ deve estar na direção da força. Ao levantar algo, use a altura vertical, não o comprimento de uma rampa ou escada.
Potência
Potência é o trabalho realizado (ou energia transferida) por unidade de tempo.
A unidade é o watt (W). $1\ \text{W} = 1\ \text{J/s}$.
Exemplo resolvido. Um estudante de peso $500\ \text{N}$ sobe uma escada. Os degraus têm $3.0\ \text{m}$ de altura vertical e $5.0\ \text{m}$ de comprimento ao longo da inclinação. A subida leva $6.0\ \text{s}$. Encontre o trabalho realizado contra a gravidade e a potência.
A força (o peso) atua verticalmente, então use a altura vertical $3.0\ \text{m}$:
Um estudante que sobe as mesmas escadas em $15\ \text{s}$ realiza o mesmo trabalho, $1500\ \text{J}$, mas com menor potência, $100\ \text{W}$.
Eficiência
Eficiência indica quanto da energia de entrada se transforma em energia útil.
Dispositivos reais transferem parte da energia de entrada para estoques menos úteis, logo sua eficiência útil é inferior a 100%. Um modelo ideal pode ter eficiência de 100%; a energia desperdiçada é transferida, não destruída. A mesma ideia se aplica à potência:
Exemplo resolvido. Um motor recebe $200\ \text{J}$ de energia elétrica e levanta uma carga, conferindo a ela $150\ \text{J}$ de energia potencial gravitacional. Encontre sua eficiência.
Comparando energia e potência. Suponha que o mesmo motor transfira essa energia em $5.0\ \text{s}$. Use o mesmo intervalo para ambas as potências médias.
As razões entre potência e energia coincidem porque o mesmo intervalo de tempo se aplica. A energia desperdiçada é transferida para estoques menos úteis, não destruída.

Recursos energéticos
Geramos eletricidade a partir de vários recursos energéticos. A maioria gira uma turbina que aciona um gerador – geralmente fervendo água para produzir vapor (combustíveis fósseis, combustível nuclear, geotermal, biocombustíveis), ou diretamente movendo água ou ar (hidrelétrico, ondas, marés, vento). Células solares geram eletricidade diretamente da luz solar; painéis solares aquecem água.
| Recurso | Renovável? | Notas |
|---|---|---|
| combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás) | não | confiável, alta produção, mas CO₂ e poluição |
| combustível nuclear | não | sem emissão de CO₂ durante operação; resíduos |
| biocombustíveis | sim | replantio absorve CO₂; produção emite CO₂ |
| hidrelétrica | sim | abastecimento de água é crucial; represas inundam áreas |
| eólica | sim | sem queima de combustível; saída variável |
| solar | sim | sem queima de combustível; depende da luz do dia |
| geotérmica / maré | sim | limitada ao local; saída das marés não é contínua |
O reator nuclear não emite dióxido de carbono durante a operação, mas o fornecimento de combustível e a construção podem causar emissões. Culturas de biocombustível podem absorver dióxido de carbono ao regenerar-se; no entanto, as emissões provenientes do cultivo, processamento e transporte também são relevantes, portanto o replantio isolado não garante emissão líquida zero.
Ao comparar recursos, use estes cinco critérios: renovabilidade (vai acabar?), disponibilidade (está sempre disponível? o vento pode parar e o Sol se põe), confiabilidade (fornece saída estável?), escala (quanto de energia pode fornecer?) e impacto ambiental (poluição, dióxido de carbono, áreas inundadas por represas).
A maioria desses recursos remonta ao Sol (combustíveis fósseis são luz solar antiga armazenada; vento e ondas decorrem do aquecimento solar) – as exceções são energia geotérmica, nuclear e de maré. O próprio Sol é alimentado por fusão nuclear, unindo núcleos de hidrogênio em hélio. O programa inclui pesquisas sobre o uso da energia liberada pela fusão para gerar eletricidade em larga escala.
Rotas de energia resolvidas. Uma escola deseja iluminação elétrica e água quente. Células solares fornecem energia elétrica diretamente; painéis solares térmicos transferem energia da radiação solar para a energia interna da água. Nenhum deles requer turbina a vapor para sua função declarada. Em uma usina térmica, uma caldeira aquece a água, o vapor aciona uma turbina e a turbina movimenta um gerador. Vento ou água corrente podem acionar turbinas diretamente. Identifique a rota de energia antes de nomear os componentes.
Transferência de exame. Em 0625/22 Maio/Junho 2025 Q9, o vento é o único entre vento, geotérmica e combustível nuclear que obtém sua energia do Sol (resposta oficial D). Aquecimento solar ajuda a impulsionar o movimento do ar. Energia geotérmica vem do interior da Terra; combustível nuclear fornece energia através de alterações nucleares. Renovabilidade é um teste separado.
Comparação de recursos resolvida. Uma clínica remota precisa de eletricidade dia e noite. Células solares sem bateria, reserva ou conexão à rede não atendem à demanda noturna. Um esquema hidrelétrico pode fornecer à noite se houver fluxo adequado ou água armazenada, mas fluxos sazonais e capacidade do sistema devem ser verificados. Compare cada fonte com a necessidade de potência da clínica e avalie efeitos de local, terreno e habitat, especialmente se uma represa for necessária. Ser renovável não significa ser contínuo, adequado ou ambientalmente inofensivo. Use disponibilidade, confiabilidade, escala e impacto ambiental para justificar a escolha.
Fluxo de energia & eficiência
A energia de entrada se divide em saída útil e energia desperdiçada; a eficiência é a fração útil, e o total é sempre conservado.
Conservação de energia
Deixe cair o objeto: a EPE converte-se em EC, e o total mantém-se igual quando não há atrito.
| English | Português |
|---|---|
| measurement/ˈmeʒəmənt/ | medição |
| ruler/ˈruːlə/ | régua |
| measuring cylinder/ˈmeʒərɪŋ ˈsɪlɪndə/ | proveta |
| meniscus/ˈmenɪskəs/ | menisco |
| stopwatch/ˈstɒpwɒtʃ/ | cronômetro |
| digital timer/ˈdɪdʒɪtl ˈtaɪmə/ | temporizador digital |
| reaction time/rɪˈækʃn taɪm/ | tempo de reação |
| measure many and divide/ˈmeʒə ˈmeni ænd dɪˈvaɪd/ | medir várias vezes e dividir |
| pendulum/ˈpendjʊləm/ | pêndulo |
| period/ˈpɪərɪəd/ | período |
| uncertainty/ʌnˈsɜːtənti/ | incerteza |
| parallax/ˈpærəlæks/ | paralaxe |
| zero error/ˈzɪərəʊ ˈerə/ | erro de zero |
| anomalous result/əˈnɒmələs rɪˈzʌlt/ | resultado anômalo |
| line of best fit/laɪn ɒv best fɪt/ | reta de melhor ajuste |
| scalar quantity/ˈskeɪlə ˈkwɒntɪti/ | grandeza escalar |
| energy/ˈenədʒi/ | energia |
| temperature/ˈtemprɪtʃə/ | temperatura |
| nuclear/ˈnjuːklɪə/ | nuclear |
| electrostatic/ɪˌlektrəʊˈstætɪk/ | eletrostática |
| internal (thermal)/ɪnˈtɜːnl/ | interna (térmica) |
| transferred/trænsˈfɜːd/ | transferida |
| principle of conservation of energy/ˈprɪnsɪpl ɒv ˌkɒnsəˈveɪʃn ɒv ˈenədʒi/ | princípio da conservação de energia |
| Sankey diagram/ˈsæŋki ˈdaɪəɡræm/ | diagrama de Sankey |
| wasted/ˈweɪstɪd/ | desperdiçada |
| work done/wɜːk dʌn/ | trabalho realizado |
| joule/dʒuːl/ | joule |
| power/ˈpaʊə/ | potência |
| watt/wɒt/ | watt |
| efficiency/ɪˈfɪʃənsi/ | eficiência |
| renewability/rɪˌnjuːəˈbɪlɪti/ | renovabilidade |
| availability/əˌveɪləˈbɪlɪti/ | disponibilidade |
| reliability/rɪˌlaɪəˈbɪlɪti/ | confiabilidade |
| scale/skeɪl/ | escala |
| environmental impact/enˌvaɪrənˈmentl ˈɪmpækt/ | impacto ambiental |
| nuclear fusion/ˈnjuːklɪə ˈfjuːʒn/ | fusão nuclear |
1.8
Pressão
Programa
| Central | Suplementar |
|---|---|
| 1 Defina pressão como força por unidade de área; lembre-se e use a equação $p = \frac{F}{A}$ | |
| 2 Descreva como a pressão varia com a força e a área no contexto de exemplos cotidianos | |
| 3 Descreva, qualitativamente, como a pressão sob a superfície de um líquido muda com a profundidade e a densidade do líquido | 4 Lembre-se e use a equação para a variação de pressão sob a superfície de um líquido $\Delta p = \rho g \Delta h$ |
Fonte: Programa Cambridge International
Pressão é a força perpendicular por unidade de área superficial.
A unidade é o pascal (Pa). $1\ \text{Pa} = 1\ \text{N/m}^2$.
Uma pequena área resulta em grande pressão (uma faca afiada corta bem). Uma grande área resulta em pequena pressão (sapatos de neve impedem você de afundar).
Exemplo resolvido. Um estudante de $600\ \text{N}$ está em pé sobre ambos os pés. Cada sapato toca o chão sobre $200\ \text{cm}^2$. Encontre a pressão sobre o chão.
A área total é $400\ \text{cm}^2$. Converta para m²: $1\ \text{m}^2 = 100 \times 100 = 10\,000\ \text{cm}^2$, logo $400\ \text{cm}^2 = 0.040\ \text{m}^2$.
Ficar em pé sobre um pé reduz a área pela metade, então a pressão dobra para $30\,000\ \text{Pa}$.
Pressão em um líquido
Em um líquido, a pressão aumenta com a profundidade e com a densidade do líquido:
É por isso que uma barragem é construída mais espessa na base, onde a pressão da água é maior. A pressão em um líquido atua em todas as direções.


Exemplo resolvido. Encontre a pressão extra a uma profundidade de $2.0\ \text{m}$ na água (densidade $1000\ \text{kg/m}^3$, $g = 10\ \text{N/kg}$).
Pressão
p = ρg·h
A pressão em um líquido é proporcional à profundidade.
| English | Português |
|---|---|
| pressure/ˈpreʃə/ | pressão |
| pascal/ˈpæskl/ | pascal |
| depth/depθ/ | profundidade |
1.8
Dicas de prova
- Em um gráfico de distância-tempo, a inclinação é a velocidade; em um gráfico de velocidade-tempo, a inclinação é a aceleração e a área sob a linha é a distância percorrida. Nunca leia um gráfico como se fosse o outro.
- Massa (kg) é a quantidade de matéria e é a mesma em qualquer lugar; peso (N) é a força da gravidade, $W = mg$. Na Lua sua massa permanece inalterada, mas seu peso é menor.
- Velocidade é um escalar; velocidade vetorial é um vetor. Algo se movendo a velocidade constante em torno de uma curva ainda está acelerando, porque sua direção continua mudando.
- Na Lei de Hooke, a carga é proporcional à extensão apenas até o limite de proporcionalidade. Use a extensão (comprimento esticado − comprimento original), nunca o comprimento total.
- O momento linear total é conservado em uma colisão quando a força externa resultante é desprezível. Atribua um sinal $+$ ou $-$ a cada velocidade para indicar sua direção antes de somá-las.
- Verifique se as unidades estão consistentes. $p=F/A$ define a pressão; $\Delta p=\rho g\,\Delta h$ fornece a variação de pressão entre profundidades em um líquido.
Erros comuns
-
Ligar os pontos de um gráfico um a um. Trace uma linha de melhor ajuste e exclua um ponto anômalo.
-
Média aritmética de duas velocidades para obter a velocidade média. Use distância total ÷ tempo total, incluindo o tempo parado.
-
Dizer "nenhuma força atua" na velocidade terminal. O peso e a resistência do ar ambos atuam; são iguais e opostos, portanto a força resultante é zero.
-
Escrever peso em quilogramas. Peso é uma força, medida em newtons; massa é em quilogramas.
-
Usar a extensão total da mola em $k = F/x$. Use o alongamento (comprimento novo − comprimento original), em metros.
-
Esquecer o sinal de menos quando um objeto quica de volta. A variação de velocidade de $+10$ para $-8\ \text{m/s}$ é $-18\ \text{m/s}$, não $-2\ \text{m/s}$.
-
Dividir por uma área em cm² em $p = F/A$. Converta para m² primeiro: $1\ \text{cm}^2 = 0.0001\ \text{m}^2$.
-
Usar o comprimento do plano inclinado para calcular o trabalho realizado na elevação. Use a altura vertical, pois o peso atua verticalmente.
Aulas interativas sobre este tópico
Passe por ele passo a passo, com exercícios de verificação instantânea.