Fórmulas de Física

As fórmulas de Física que você verá a seguir são fundamentais aos estudos das áreas dessa importante ciência, que busca compreender e descrever quantitativa e qualitativamente os fenômenos da natureza, desde o movimento de corpos macroscópicos até a interação entre partículas subatômicas. Neste artigo, reunimos as principais fórmulas utilizadas na Física.

Leia também: Física — a ciência responsável por observar, explicar, experimentar e formular as leis que regem a natureza

Principais fórmulas de Física

→ Principais fórmulas de cinemática

• Deslocamento escalar (Δs)

• s_f → espaço final
• s_i → espaço inicial

• Velocidade escalar média (v_m)

• Δs  → deslocamento
• Δt  → intervalo de tempo

• Aceleração escalar média (a_m)

• Δv  → variação da velocidade escalar instantânea
• Δt  → intervalo de tempo

• Função horária do movimento uniforme (M.U.) 

• s → posição final
• s₀ → posição inicial
• v → velocidade
• t → tempo

• Função horária da velocidade escalar para o movimento uniformemente variado (MUV) 

• v → velocidade final
• v₀ → velocidade inicial
• a → aceleração
• t → tempo

• Função horária do espaço escalar para o movimento uniformemente variado (MUV) 

• s → posição final
• s₀ → posição inicial
• v₀ → velocidade inicial
• a → aceleração
• t → tempo

• Equação de Torricelli para o movimento uniformemente variado (MUV)

• v → velocidade final
• v₀ → velocidade inicial
• a → aceleração
• Δs → deslocamento

Confira dicas para resolver exercícios de cinemática clicando aqui.

→ Principais fórmulas de movimentos circulares

• Deslocamento angular

• Δs → deslocamento escalar
• Δθ → deslocamento angular
• R → raio da circunferência

• Velocidade angular média (ω_m) 

• Δθ → deslocamento angular
• Δt → intervalo de tempo

• v_m → velocidade escalar média
• R → raio

• Aceleração angular média (α_m)

• Δω → velocidade angular
• Δt → intervalo de tempo

• a_m → aceleração escalar média
• R → raio

• Frequência (f)

• n → número de voltas
• Δt → intervalo de tempo

• Período (T)

• Δt → intervalo de tempo
• n → número de voltas

• Relação entre frequência (f) e período (T)

• Função horária da posição angular para o movimento circular uniforme (MCU)

• θ → ângulo final
• θ₀ → ângulo inicial
• ω → velocidade angular
• t → tempo

• Movimento circular uniformemente variado (MCUV) 

• θ → ângulo final
• θ₀ → ângulo inicial
• ω₀ → velocidade angular inicial
• ω → velocidade angular final
• t → tempo
• α → aceleração angular
• Δθ → deslocamento angular

→ Principais fórmulas de dinâmica

• Segunda lei de Newton 

• F → força resultante
• m → massa
• a → aceleração

• Força peso (P) 

• m → massa
• g → aceleração da gravidade

• Força elástica (F_el)

• k → constante elástica
• x → deformação sofrida pela mola

• Força de atrito estático (F_at) 

• μ_e → coeficiente de atrito estático
• N → força normal

• Força de atrito cinético (F_at)

• μ_c → coeficiente de atrito cinético
• N → força normal

Para saber mais sobre dinâmica, clique aqui.

→ Principais fórmulas de trabalho

• Trabalho () de uma força constante 

• F  → força aplicada
• d → deslocamento
• θ → ângulo formado entre F e d

• Trabalho resultante () 

→ Principais fórmulas de potência

• Potência média (Pm ) de uma força

• → trabalho
• Δt → intervalo de tempo

• Rendimento ()

• P_u → potência útil
• P_t → potência total

→ Principais fórmulas de energia 

• Energia cinética (E_c) 

• m → massa
• v → velocidade

• Teorema da energia cinética 

• → trabalho resultante
•  → variação da energia cinética

• Energia potencial gravitacional (E_Pg)

• m → massa
• g → aceleração da gravidade
• h → altura

• Energia potencial elástica (E_Pe)

• k → constante elástica
• x → deformação sofrida pela mola

• Energia mecânica (E_m) 

• E_c → energia cinética
• E_p → energia potencial

→ Principais fórmulas de impulso e quantidade de movimento

• Impulso da força resultante (Ir )

• F_r → força resultante
• Δt → intervalo de tempo

• Quantidade de movimento (Q) 

 

• m → massa
• v → velocidade

• Teorema do impulso

• Ir → impulso resultante
• ΔQ → variação da quantidade de movimento

• Choques

• Q_antes → quantidade de movimento do sistema antes do choque
• Q_depois → quantidade de movimento do sistema depois do choque

• Coeficiente de restituição (e) 

• Velocidades relativas em sentidos contrários

• Velocidades relativas no mesmo sentido

 (se v₁ > v₂)

  (se v₂ > v₁)

→ Principais fórmulas de gravitação universal 

• Lei dos períodos (terceira lei de Kepler)

• T → período de revolução
• R → raio médio da órbita

• Lei da gravitação universal 

• F → força de atração entre dois corpos de massa M  e m , separados por uma distância d  
• G → constante gravitacional universal

• Campo gravitacional (g) 

• M → massa do corpo
• d → distância
• G → constante gravitacional universal

• Velocidade de órbita de um satélite (v)

• M → massa do planeta
• d → distância
• G → constante gravitacional universal

• Velocidade de escape (v_e)

• M → massa do planeta
• R → distância até o centro do planeta
• G → constante gravitacional universal

Para saber mais sobre gravitação universal, clique aqui.

→ Principais fórmulas de hidrostática

• Massa específica (μ)

• m → massa do objeto
• V → seu volume

• Pressão (p)

• F → força aplicada
• A → área da superfície

• Pressão hidrostática () 

• μ → massa específica
• g → aceleração da gravidade
• h → profundidade

→ Pressão total (ou absoluta) (p)

• p_atm. → pressão do ar atmosférico local
• μ → massa específica
• g → aceleração da gravidade
• h → profundidade

• Princípio de Pascal 

• F₁ e F₂ → forças
• A₁ e A₂ → áreas
• d₁ e d₂ → deslocamentos

• Empuxo (E)

• m_f → massa de fluido deslocado
• g → aceleração da gravidade

Para saber mais sobre hidrostática, clique aqui.

→ Principais fórmulas de termologia

• Escala Celsius e escala Fahrenheit

• T_c → temperatura em grau Celsius
• T_f → temperatura em grau Fahrenheit

• Escala Kelvin 

• T_c → temperatura em grau Celsius
• T_k → temperatura em Kelvin

• Dilatação linear dos sólidos 

• ΔL → variação no comprimento do material
• L₀ → comprimento inicial do material
• α → coeficiente de dilatação linear
• ΔT → variação da temperatura

• Dilatação superficial dos sólidos 

• ΔA → variação na área do material
• A0 → área inicial do material
• β → coeficiente de dilatação superficial
• ΔT → variação da temperatura

• Dilatação volumétrica dos sólidos 

• ΔV → variação no volume do material
• V0 → volume inicial do material
• γ → coeficiente de dilatação volumétrica
• ΔT → variação da temperatura

• Quantidade de calor (Q)

• m → massa do corpo
• c → calor específico
• ΔT → variação da temperatura

• Capacidade térmica (C_T) 

• Q → quantidade de calor cedida ou absorvida
• ΔT → variação da temperatura

• Calor latente (L)

• Q → quantidade de calor
• m → massa da substância

• Umidade relativa (U_rel.)

• P_parc. → pressão parcial do vapor de água na mistura
• P_sat. → pressão de saturação

• Transformação isotérmica

• P₁ e P₂ → pressões
• V₁ e V₂ → volumes

• Transformação isobárica

• V₁ e V₂ → volumes
• T₁ e T₂ → temperaturas

• Transformação isométrica ou isocórica

• P₁ e P₂ → pressões
• T₁ e T₂ → temperaturas

• Lei geral dos gases

• P₁ e P₂ → pressões
• V₁ e V₂ → volumes
• T₁ e T₂ → temperaturas

• Lei dos gases ideais (equação de Clapeyron)

• p → pressão
• V → volume
• n → número de mols
• R → constante universal dos gases ideais
• T → temperatura

Para saber mais sobre termologia, clique aqui.

→ Principais fórmulas de termodinâmica

• Lei cinética (térmica) do gás (E_c)

• n → número de mols
• R → constante universal dos gases ideais
• T → temperatura

• Primeira lei da termodinâmica

• ΔU → variação da energia internas
• Q → quantidade de calor
• → trabalho mecânico

• Relação de Mayer

• C_p → calor específico molar do gás a pressão constante
• C_v → calor específico molar do gás a volume constante
• R → constante universal dos gases ideais

• Rendimento () de um motor térmico 

• Q₂ → calor perdido para a fonte fria
• Q₁ → calor recebido da fonte quente

• Potência de uma máquina térmica (P)

•  → trabalho realizado em cada ciclo
• Δt → correspondente intervalo de tempo

• Fluxo de calor (ϕ)

• Q → quantidade de calor
• Δt → intervalo de tempo

Para saber mais sobre termodinâmica, clique aqui.

→ Principais fórmulas de óptica

• Lei de Snell-Descartes

• n₁ → índice de refração do meio 1
• n₂ → índice de refração do meio 2
• θi → ângulo de incidência
• θr → ângulo de refração

• Lei de reflexão 

• θ_i → ângulo de incidência
• θ_r → ângulo de reflexão

• Índice de refração em um meio

• n_m → índice de refração do meio
• c → velocidade da luz
• v_m → velocidade da luz no meio

• Equação de Gauss

• f → distância focal
• p → distância do objeto
• i → distância da imagem

• Associação de espelhos planos

• n → número de imagens formadas
• α → ângulo de abertura entre os espelhos

Para saber mais sobre óptica, clique aqui.

→ Principais fórmulas de movimento harmônico simples (MHS)

• Função horária, velocidade e aceleração do Movimento harmônico simples (MHS)

• x → elongação
• v → velocidade
• a → aceleração
• θ₀ → ângulo de fase inicial
• ω → velocidade angular
• t → tempo

• Sistema massa-mola

• F → força restauradora
• k → constante elástica da mola
• x → elongação
• a → aceleração
• m → massa do corpo
• ω → velocidade angular
• T → período

• Período do pêndulo simples 

• l → comprimento do fio
• g → aceleração da gravidade

→ Principais fórmulas de ondulatória

• Velocidade de fase (v)

• λ → comprimento de onda
• T → período
• f → frequência

• Reflexão de ondas 

θ_i = θ_r

• θ_i → ângulo de incidência
• θ_r → ângulo de reflexão

• Refração das ondas

• θ_i → ângulo de incidência
• θ_r → ângulo de refração
• v₁ e v₂ → velocidades
• λ₁ e λ₂ → comprimentos de ondas

Para saber mais sobre ondulatória, clique aqui.

→ Principais fórmulas de eletricidade e magnetismo (eletromagnetismo)

• Quantidade de carga elétrica total (Q)

• n → número inteiro
• e → carga elementar

• Lei de Coulomb

• F → força elétrica
• k → constante que depende do meio
• Q₁ e Q₂ → cargas elétricas
• r → distância de separação entre os corpos

• Campo elétrico (E) 

• F → força elétrica
• q → carga de prova

• Campo elétrico (ER ) gerado por várias cargas puntiformes

• F → força elétrica
• q → carga de prova

• Potencial elétrico (V)

• E_p → energia potencial elétrica
• q → carga de prova

• Diferença de potencial, ou ddp, ou tensão, ou voltagem (U)

• V_a e V_b → potenciais elétricos

• Capacitância (C) 

• Q → quantidade de carga elétrica
• V → potencial elétrico

• Intensidade de corrente elétrica (i)

• |Δq| → valor absoluto de quantidade de carga elétrica
• Δt → intervalo de tempo

• Resistência de um condutor (R)

• U → diferença de potencial
• i → intensidade de corrente elétrica

• Potência elétrica em um condutor (P)

• R → resistência
• i → corrente elétrica
• U → diferença de potencial

• Segunda lei de Ohm 

• R → resistência
• ρ   constante que depende do material
• l → comprimento do condutor
• A → área de secção transversal

• Associação em série de resistores

• Associação em paralelo de resistores 

• Associação em série de capacitores 

• Associação em paralelo de capacitores 

• Força eletromotriz ()

• ΔE → energia potencial elétrica
• Δq → unidade de carga elétrica

• Potência total do gerador (Pt) 

• ΔE → energia elétrica
• Δt → intervalo de tempo

• Potência dissipada pela resistência interna do gerador (Pd)

• r → resistência interna
• i → corrente elétrica

• Potência útil (Pu)

• U → tensão
• i → corrente elétrica

• Equação característica de um gerador

• Rendimento de um gerador 

• U → tensão
• i → corrente elétrica

• Campo magnético (B) criado por um fio longo e retilíneo

• μ → permeabilidade magnética
• i → corrente elétrica
• r → distância até o fio

• Força magnética (F_m)

• q → carga elétrica
• v → velocidade
• B → campo magnético
• θ → ângulo entre v e B

 

• Trabalho da força magnética () 

• Força entre fios paralelos (F_m) 

• μ → constante de permeabilidade magnética
• i₁ e i₂ → correntes elétricas
• l → comprimento do fio
• d → distância entre os fios

Para saber mais sobre eletromagnetismo, clique aqui.

Fontes

CARRON, Wilson; GUIMARÃES, Osvaldo. As faces da física (vol. único). 1. ed. Moderna, 1997.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Mecânica (vol. 1). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, ondas e termodinâmica (vol. 2). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Eletromagnetismo (vol. 3). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Óptica e Física Moderna (vol. 4). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Eletromagnetismo (vol. 3). 2 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2014.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, oscilações e ondas, calor (vol. 2). 4 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2013.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Mecânica (vol. 1). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Óptica, Relatividade e Física Quântica (vol. 4). 2 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2014.