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{{Ver desambiguação}}
{{Mecânica Clássica}}
A '''mecânica''' ({{Lang-grc|μηχανική}}) é a área da física que estuda o movimento de [[Matéria|corpos materiais]].<ref>{{citar livro|título=Mecânica Clássica|ultimo=Taylor|primeiro=J. R.|editora=Bookman|ano=2013|edicao=1.ª|local=São Paulo}}</ref> Por meio de investigação científica, relaciona a energia com forças e movimentos presentes na natureza. As [[força]]s aplicadas a objetos resultam em [[deslocamento]]s, ou mudanças na posição de um objeto, em relação a um referencial adotado. Este ramo da [[física]] tem suas origens na [[Grécia Antiga]] com os escritos de [[Aristóteles]] e [[Arquimedes]].<ref>Dugas, Rene. A History of Classical Mechanics. Nova Iorque, NY: Dover Publications Inc, 1988, pg 19.</ref><ref>Rana, N.C., and Joag, P.S. Classical Mechanics. West Petal Nagar, Nova Deli. Tata McGraw-Hill, 1991, pg 6.</ref><ref>Renn, J., Damerow, P., and McLaughlin, P. Aristotle, Archimedes, Euclid, and the Origin of Mechanics: The Perspective of Historical Epistemology. Berlin: Max Planck Institute for the History of Science, 2010, pg 1-2.</ref> Durante o [[Idade Moderna|início do período moderno]], cientistas como [[Galileu Galilei|Galileu]], [[Johannes Kepler|Kepler]] e [[Isaac Newton|Newton]] lançaram as bases clássicas do conhecimento desta disciplina. Dentro do estudo da Física, esta área pode ser dividida em: [[Mecânica clássica|clássica]], [[Relatividade geral|relativística]] e [[Mecânica quântica|quântica]].

A mecânica também pode ser definida como um ramo da [[engenharia]], que estuda a aplicação da física para a construção de máquinas e dispositivos em que há movimento, transmissão de forças ou conversão de energia.<ref>{{citar livro|título=Introdução à Engenharia|ultimo=Holtzapple|primeiro=Reece|editora=LTC|ano=2006|edicao=1.ª}}</ref>

== História ==
=== Antiguidade ===
{{Artigo principal|Mecânica (Aristóteles)}}
A principal teoria da mecânica na antiguidade era a [[Mecânica (Aristóteles)|mecânica aristotélica]].<ref>"''[https://books.google.com/books?id=vPT-JubW-7QC&pg=PA19&dq&hl=en#v=onepage&q=&f=false A history of mechanics]''". René Dugas (1988). p.19. {{ISBN|0-486-65632-2}}</ref> Um desenvolvedor posterior nesta tradição é [[Hiparco]].<ref name="mechanics">"[http://golem.ph.utexas.edu/category/2008/01/a_tiny_taste_of_the_history_of.html A Tiny Taste of the History of Mechanics]". The University of Texas at Austin.</ref>

=== Era medieval ===
{{Artigo principal|Teoria do ímpeto}}
[[Imagem:Arabic_machine_manuscript_-_Anonym_-_Ms._or._fol._3306_c.jpg|ligação=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Arabic_machine_manuscript_-_Anonym_-_Ms._or._fol._3306_c.jpg|miniaturadaimagem|271x271px|Manuscrito de máquina árabe. Data desconhecida (em um palpite: séculos XVI a XIX)]]
[[Imagem:Al-Jazari_-_A_Musical_Toy.jpg|ligação=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Al-Jazari_-_A_Musical_Toy.jpg|direita|miniaturadaimagem|250x250px|Um brinquedo musical de [[Al-Jazari]] do século XII]]
Na Idade Média, as teorias de Aristóteles foram criticadas e modificadas por uma série de figuras, começando com [[João Filopono]] no século VI. Um problema central era o [[movimento parabólico]], discutido por Hiparco e Filopono.

O polímata islâmico persa [[Avicena]] publicou sua teoria do movimento em [[O Livro da Cura|O ''Livro da Cura'']] (1020). Ele disse que um ímpeto é dado a um projétil pelo lançador, e o viu como persistente, exigindo forças externas, como a [[resistência do ar]] para dissipá-lo.<ref name="Espinoza">{{citar periódico|último1 =Espinoza |primeiro1 =Fernando |data=2005 |título=An analysis of the historical development of ideas about motion and its implications for teaching |url= |periódico=Physics Education |volume=40 |número=2 |página=141 |doi=10.1088/0031-9120/40/2/002 |bibcode=2005PhyEd..40..139E}}</ref><ref name="Nasr">{{citar livro|título=The Islamic intellectual tradition in Persia|autor =[[Seyyed Hossein Nasr]] & Mehdi Amin Razavi|data=1996|isbn=978-0-7007-0314-2|publicado=[[Routledge]]|página=72}}</ref><ref name="Sayili">{{citar periódico|doi=10.1111/j.1749-6632.1987.tb37219.x |autor =[[Aydin Sayili]] |data=1987 |título=Ibn Sīnā and Buridan on the Motion of the Projectile |periódico=Annals of the New York Academy of Sciences |volume=500 |número=1 |páginas=477–482 |citação= |bibcode=1987NYASA.500..477S}}</ref> Avicena fez distinção entre 'força' e 'inclinação' (chamado de "mayl"), e argumentou que um objeto ganhou mayl quando o objeto está em oposição ao seu movimento natural. Portanto, ele concluiu que a continuação do movimento é atribuída à inclinação que é transferida para o objeto, e esse objeto estará em movimento até que o mayl se esgote. Ele também afirmou que um projétil no vácuo não pararia a menos que recebesse uma ação. Essa concepção de movimento é consistente com a primeira lei do movimento de Newton, a inércia. Que afirma que um objeto em movimento permanecerá em movimento a menos que seja acionado por uma força externa.<ref>Espinoza, Fernando. "An Analysis of the Historical Development of Ideas About Motion and its Implications for Teaching". Physics Education. Vol. 40(2).</ref> Esta ideia que divergia da visão aristotélica foi posteriormente descrita como "ímpeto" por [[John Buridan]], que foi influenciado pelo ''Livro da Cura'' de Avicena.<ref name="ibn sina and buridan">Sayili, Aydin. "Ibn Sina and Buridan on the Motion the Projectile". Annals of the New York Academy of Sciences vol. 500(1). p.477-482.</ref>

Sobre a questão de um corpo sujeito a uma força constante (uniforme), o estudioso árabe-judeu do século XII [[Hibat Allah Abu'l-Barakat al-Baghdaadi]] (nascido em Natanel, iraquiano, de Bagdá) afirmou que a força constante transmite aceleração constante. De acordo com [[Shlomo Pines]], a teoria do [[movimento]] de al-Baghdaadi era "a mais antiga negação da lei dinâmica fundamental de [[Aristóteles]] [ou seja, que uma força constante produz um movimento uniforme], [e é, portanto, uma] antecipação de uma forma vaga da lei fundamental da [[mecânica clássica]] [ou seja, que uma força aplicada continuamente produz aceleração]".<ref>{{citar enciclopédia|último =Pines |primeiro =Shlomo |título=Abu'l-Barakāt al-Baghdādī , Hibat Allah |publicado=Charles Scribner's Sons |ano=1970 |local=New York |páginas=26–28 |isbn=0-684-10114-9 |enciclopédia=[[Dictionary of Scientific Biography]] |volume=1}} ([[cf.]] Abel B. Franco (October 2003). "Avempace, Projectile Motion, and Impetus Theory", ''Journal of the History of Ideas'' '''64''' (4), p. 521-546 [528].)</ref> No mesmo século, [[Avempace]] propôs que para cada força há sempre uma força de reação. Embora ele não tenha especificado que essas forças sejam iguais, ainda é uma versão inicial da terceira lei do movimento, que afirma que para cada ação há uma reação igual e oposta.<ref name="Franco">Franco, Abel B.. "Avempace, Projectile Motion, and Impetus Theory". ''Journal of the History of Ideas''. Vol. 64(4): 543.</ref>
[[Imagem:Al-jazari_water_device.jpg|ligação=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Al-jazari_water_device.jpg|esquerda|miniaturadaimagem|248x248px|Dispositivo de água de [[Al-Jazari]] do século XII]]
Influenciado por escritores anteriores, como Avicena<ref name="ibn sina and buridan" /> e al-Baghdaadi,<ref name="Gutman">{{citation|título=Pseudo-Avicenna, Liber Celi Et Mundi: A Critical Edition|primeiro =Oliver|último =Gutman|publicado=[[Brill Publishers]]|ano=2003|isbn=90-04-13228-7|página=193}}</ref> o padre francês do século XIV, [[Jean Buridan]], desenvolveu a [[teoria do ímpeto]], que mais tarde se desenvolveu nas teorias modernas de [[inércia]], [[velocidade]], [[aceleração]] e [[Momento (física)|momento]]. Este trabalho e outros foram desenvolvidos na Inglaterra do século XIV pelos [[Calculadores de Merton College|Calculadores de Oxford]], como [[Thomas Bradwardine]], que estudou e formulou várias leis sobre corpos em queda. O conceito de que as propriedades principais de um corpo são movimentos uniformemente acelerados (como corpos em queda) foi elaborado pelos Calculadores de Oxford do século XIV.

=== Início da idade moderna ===
Duas figuras centrais no início da era moderna são [[Galileu Galilei]] e [[Isaac Newton]]. A declaração final de Galileu de sua mecânica, particularmente de corpos caindo, é seu ''[[Duas Novas Ciências]]'' (1638). Os ''[[Princípios Matemáticos da Filosofia Natural]]'' de Newton, de 1687, forneceu um relato matemático detalhado da mecânica, usando a matemática do [[cálculo]] recém-desenvolvida e fornecendo a base da [[Mecânica clássica|mecânica newtoniana]].<ref name="mechanics2">"[http://golem.ph.utexas.edu/category/2008/01/a_tiny_taste_of_the_history_of.html A Tiny Taste of the History of Mechanics]". The University of Texas at Austin.</ref>

Há alguma disputa sobre a prioridade de várias ideias: os ''Princípios'' de Newton é certamente o trabalho seminal e tem sido tremendamente influente, e a matemática sistemática nele não foi e não poderia ter sido declarada anteriormente porque o cálculo não foi desenvolvido. No entanto, muitas das ideias, particularmente no que diz respeito à inércia (ímpeto) e corpos em queda, foram desenvolvidas e declaradas por pesquisadores anteriores, tanto o então recente Galileu quanto os predecessores medievais menos conhecidos. O crédito preciso às vezes é difícil ou controverso porque a linguagem científica e os padrões de prova mudaram, portanto, se as afirmações medievais são ''equivalentes'' às afirmações modernas ou prova ''suficiente'', ou, ao contrário, ''semelhantes'' às afirmações e hipóteses modernas é frequentemente discutível.

=== Idade moderna ===
Dois principais desenvolvimentos modernos na mecânica são a [[relatividade geral]] de [[Albert Einstein|Einstein]] e a [[mecânica quântica]], ambas desenvolvidas no século XX com base em parte nas ideias do início do século XIX. O desenvolvimento da moderna mecânica contínua, nomeadamente nas áreas da elasticidade, plasticidade, dinâmica dos fluidos, eletrodinâmica e termodinâmica dos meios deformáveis, teve início na segunda metade do século XX.

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== Clássica versus quântica ==
Historicamente, a [[mecânica clássica]] veio primeiro e a [[mecânica quântica]] é um desenvolvimento comparativamente recente. A mecânica clássica se originou com as [[Leis de Newton|leis do movimento]] de [[Isaac Newton]] nos [[Princípios Matemáticos da Filosofia Natural]]. A mecânica quântica foi desenvolvida no início do século XX. Ambos são comumente considerados como constituindo o conhecimento mais certo que existe sobre a natureza física.

A mecânica clássica tem sido frequentemente vista como um modelo para outras chamadas [[Ciência exata|ciências exatas]]. A esse respeito, é essencial o uso extensivo da [[matemática]] nas teorias, bem como o papel decisivo desempenhado pela [[experiência]] em gerá-la e testá-la.

A mecânica quântica é de um escopo maior, pois abrange a mecânica clássica como uma subdisciplina que se aplica em certas circunstâncias restritas. De acordo com o [[princípio da correspondência]], não há contradição ou conflito entre os dois sujeitos, cada um simplesmente pertence a situações específicas. O princípio da correspondência afirma que o comportamento dos sistemas descritos pelas teorias quânticas reproduz a física clássica no limite de grandes [[Número quântico|números quânticos]], ou seja, se a mecânica quântica for aplicada a grandes sistemas (por exemplo, uma bola de beisebol), o resultado seria quase o mesmo se a mecânica clássica tivesse sido aplicada. A mecânica quântica substituiu a mecânica clássica no nível básico e é indispensável para a explicação e previsão de processos nos níveis molecular, atômico e subatômico. No entanto, para processos macroscópicos, a mecânica clássica é capaz de resolver problemas que são difíceis de gerenciar (principalmente devido aos limites computacionais) em mecânica quântica e, portanto, permanece útil e bem utilizada. As descrições modernas de tal comportamento começam com uma definição cuidadosa de quantidades como deslocamento (distância movida), tempo, velocidade, aceleração, massa e força. Até cerca de quatrocentos anos atrás, no entanto, o movimento era explicado de um ponto de vista muito diferente. Por exemplo, seguindo as ideias do filósofo e cientista grego Aristóteles, os cientistas raciocinaram que uma bala de canhão cai porque sua posição natural é na Terra; o sol, a lua e as estrelas viajam em círculos ao redor da Terra porque é da natureza dos objetos celestes viajarem em círculos perfeitos.

Frequentemente citado como o pai da ciência moderna, [[Galileu Galilei|Galileu]] reuniu as ideias de outros grandes pensadores de sua época e começou a calcular o movimento em termos de distância percorrida a partir de alguma posição inicial e o tempo que demorou. Ele mostrou que a velocidade da queda de objetos aumenta continuamente durante o tempo de queda. Esta aceleração é a mesma para objetos pesados e leves, desde que o atrito do ar (resistência do ar) seja desconsiderado. O matemático e físico inglês Isaac Newton melhorou essa análise definindo força e massa e relacionando-as à aceleração. Para objetos que viajam a velocidades próximas à velocidade da luz, as leis de Newton foram substituídas pela [[teoria da relatividade]] de [[Albert Einstein]]. [Uma frase que ilustra a complicação computacional da teoria da relatividade de Einstein.] Para partículas atômicas e subatômicas, as leis de Newton foram substituídas pela teoria quântica. Para os fenômenos cotidianos, entretanto, as três leis do movimento de Newton permanecem a pedra angular da dinâmica, que é o estudo do que causa o movimento.

== Relativista versus Newtoniana ==
Em analogia à distinção entre mecânica quântica e clássica, as [[Teoria da relatividade|teorias da relatividade]] [[Relatividade geral|geral]] e [[Relatividade restrita|especial]] de [[Albert Einstein]] expandiram o escopo da formulação da mecânica de [[Isaac Newton|Newton]] e [[Galileu Galilei|Galileu]]. As diferenças entre a mecânica relativística e a newtoniana tornam-se significativas e até dominantes à medida que a velocidade de um corpo se aproxima da [[velocidade da luz]]. Por exemplo, na [[Mecânica clássica|mecânica newtoniana]], as [[Leis de Newton|leis do movimento de Newton]] especificam que <math>F=ma</math>, enquanto na [[mecânica relativista]] e [[Transformação de Lorentz|transformações de Lorentz]], que foram descobertas pela primeira vez por [[Hendrik Lorentz]], <math>F=\gamma ma</math> (onde <math>\gamma</math> é o [[fator de Lorentz]], que é quase igual a 1 para baixas velocidades).

== Relativística geral versus quântica ==
Correções relativísticas também são necessárias para a mecânica quântica, embora a relatividade geral não tenha sido integrada. As duas teorias permanecem incompatíveis, um obstáculo que deve ser superado no desenvolvimento de uma [[teoria de tudo]].

== Tipos de corpos mecânicos ==
O termo '''[[Corpo (física)|corpo]]''', comumente usado, precisa representar uma ampla variedade de objetos, incluindo partículas, [[Projétil|projéteis]], [[Nave espacial|espaçonaves]], [[estrela]]s, partes de [[máquina]]s, partes de [[sólido]]s, partes de [[fluido]]s ([[Gás|gases]] e [[líquido]]s), etc.

Outras distinções entre as várias subdisciplinas da mecânica dizem respeito à natureza dos corpos descritos. Partículas são corpos com pouca estrutura interna (conhecida), tratados como pontos matemáticos na mecânica clássica. Os corpos rígidos têm tamanho e forma, mas mantêm uma simplicidade próxima à da partícula, adicionando apenas alguns chamados [[graus de liberdade]], como a orientação no espaço.

Caso contrário, os corpos podem ser semirrígidos, ou seja, [[Elasticidade|elásticos]], ou não rígidos, ou seja, fluidos. Esses assuntos têm divisões de estudo clássicas e quânticas.

Por exemplo, o movimento de uma nave espacial, em relação à sua [[órbita]] e atitude ([[Movimento de rotação|rotação]]), é descrito pela teoria relativística da mecânica clássica, enquanto os movimentos análogos de um [[núcleo atômico]] são descritos pela mecânica quântica.

== Subdisciplinas ==
A seguir estão duas listas de vários assuntos que são estudados em mecânica.

Observe que também existe a "[[Campo (física)|teoria de campos]]", que constitui uma disciplina separada na física, tratada formalmente como distinta da mecânica, seja [[Teoria clássica de campos|clássica]] ou [[Teoria quântica de campos|quântica]]. Mas, na prática real, os assuntos pertencentes à mecânica e aos campos estão intimamente ligados. Assim, por exemplo, as forças que atuam sobre as partículas são frequentemente derivadas de campos ([[Eletromagnetismo|eletromagnéticos]] ou [[Gravidade|gravitacionais]]), e as partículas geram campos agindo como fontes. Na verdade, na mecânica quântica, as próprias partículas são campos, conforme descrito teoricamente pela [[função de onda]].

=== Clássica ===
As seguintes são descritas como formadoras da mecânica clássica:

* [[Mecânica Newtoniana|Mecânica newtoniana]], a teoria original do movimento ([[cinemática]]) e das forças ([[dinâmica]]).
* [[Mecânica analítica]], que é uma reformulação da mecânica newtoniana com ênfase na energia do sistema, e não nas forças. Existem dois ramos principais da mecânica analítica:
** A [[mecânica hamiltoniana]], um [[Objeto formal|formalismo]] teórico, que é baseada no princípio da conservação da energia.
** A [[Mecânica de Lagrange|mecânica lagrangiana]], outro formalismo teórico, que é baseada no [[Princípio de Hamilton|princípio da ação mínima]].
* A [[Mecânica estatística|mecânica estatística clássica]] generaliza a mecânica clássica comum para considerar sistemas em um estado desconhecido; frequentemente usado para derivar propriedades [[termodinâmica]]s.
* [[Mecânica celeste]], o movimento dos corpos no espaço: planetas, cometas, estrelas, [[galáxia]]s, etc.
* [[Astrodinâmica]], [[navegação]] espacial, etc.
* [[Mecânica dos sólidos]], [[Elasticidade (mecânica dos sólidos)|elasticidade]], [[plasticidade]], [[viscoelasticidade]] exibida por sólidos deformáveis.
* [[Mecânica da fratura]]
* [[Acústica]], [[som]] (= propagação da variação da densidade) em sólidos, fluidos e gases.
* [[Estática]], corpos semirrígidos em [[equilíbrio mecânico]]
* [[Mecânica dos fluidos]], o movimento dos fluidos
* [[Mecânica dos solos|Mecânica do solos]], comportamento mecânico dos solos
* [[Mecânica de meios contínuos|Mecânica contínua]], mecânica dos contínuos (sólidos e fluidos)
* [[Hidráulica]], propriedades mecânicas de líquidos
* [[Hidrostática]], estática dos fluidos, líquidos em equilíbrio
* [[Mecânica aplicada]] ou mecânica de engenharia
* [[Biomecânica]], sólidos, fluidos, etc. em biologia
* [[Biofísica]], processos físicos em organismos vivos
* [[Mecânica relativista]] ou [[Albert Einstein|einsteiniana]], [[Lei da gravitação universal|gravitação universal]].

=== Quântica ===
As seguintes são descritas como integrantes da [[mecânica quântica]]:

* [[Equação de Schrödinger|Mecânica ondulatória de Schrödinger]], usada para descrever os movimentos da função de onda de uma única partícula.
* A [[mecânica matricial]], que é uma formulação alternativa que permite considerar sistemas com um espaço de estados de dimensão finita.
* A [[Estatística quântica|mecânica estatística quântica]], que generaliza a mecânica quântica comum para considerar sistemas em um estado desconhecido; frequentemente usado para derivar propriedades [[termodinâmica]]s.
* [[Física de partículas]], o movimento, estrutura e reações das partículas
* [[Física nuclear]], o movimento, estrutura e reações dos núcleos
* [[Física da matéria condensada]], gases quânticos, sólidos, líquidos, etc.

== Organizações profissionais ==
* [[Applied Mechanics Division]], [[Sociedade dos Engenheiros Mecânicos dos Estados Unidos|American Society of Mechanical Engineers]]
* Fluid Dynamics Division, [[American Physical Society]]
* [[Society for Experimental Mechanics]]
* [http://www.imeche.org/ Institution of Mechanical Engineers] é o corpo de qualificação do Reino Unido para engenheiros mecânicos e tem sido o lar de engenheiros mecânicos por mais de 150 anos.
* [http://www.iutam.net/ International Union of Theoretical and Applied Mechanics]
-->
== Ver também ==
* [[Mecânica aplicada]]
* [[Dinâmica]]
* [[Engenharia]]
* [[Cinemática]]
* [[Cinética (física)|Cinética]]
* [[Estática]]

{{Referências}}

== Bibliografia ==
* [[Robert Stawell Ball]] (1871) [https://books.google.com/books?id=CPo4AAAAMAAJ Experimental Mechanics] do [[Google Livros]].
* {{citar livro|título=Mechanics and Electrodynamics, Vol. 1|autor1 =[[Lev Landau|Landau, L. D.]]|autor2 =[[Evgeny Lifshitz|Lifshitz, E. M.]]|isbn=978-0-08-016739-8|publicado=Franklin Book Company, Inc|ano=1972}}

== Ligações externas ==
* [https://web.archive.org/web/20190219044626/http://imechanica.org/ iMechanica: the web of mechanics and mechanicians]
* [http://www.jaredzone.info/2015/08/definition-of-mechanics.html Mechanics Definition]
* [http://rodsalgado.blogspot.com/ Mechanics Blog by a Purdue University Professor]
* [https://web.archive.org/web/20061006212949/http://www.esm.vt.edu/ The Mechanics program at Virginia Tech]
* [https://web.archive.org/web/20070601020244/http://www.physclips.unsw.edu.au/ Physclips: Mechanics with animations and video clips]from the University of New South Wales
* [https://web.archive.org/web/20090330043345/http://www7.nationalacademies.org/usnctam/ U.S. National Committee on Theoretical and Applied Mechanics]
* [https://web.archive.org/web/20190129032258/http://www.physics-online.com/ Interactive learning resources for teaching Mechanics]
* [https://web.archive.org/web/20060429142525/http://archimedes.mpiwg-berlin.mpg.de/ The Archimedes Project]
{{Física}}
{{Portal3|Física|Ciências}}
{{Controle de autoridade}}

[[Categoria:Mecânica]]