As equações da Física constituem a linguagem matemática fundamental pela qual a humanidade descreve e interpreta os fenômenos da natureza. Desde a mecânica clássica que rege o movimento dos corpos cotidianos até a mecânica quântica e a relatividade geral que explicam o cosmos e as partículas subatômicas, as fórmulas físicas condensam séculos de observações empíricas e rigor teórico.
Uma equação física não é apenas uma relação algébrica entre grandezas; ela expressa princípios de conservação, leis fundamentais de simetria e interações que governam o Universo. Relações clássicas como a segunda lei de Newton (\(F = m \cdot a\)) e as leis da termodinâmica convivem com formulações avançadas da física moderna, permitindo avanços extraordinários nas engenharias, na astrofísica e na tecnologia contemporânea.
Nesta seção do Fisica.net, você encontrará um compilação abrangente de equações e fórmulas da Física, organizadas por categorias e níveis de ensino, acompanhadas de descrições detalhadas, significado físico e notação matemática rigorosa com MathJax. Explorar essas equações é compreender as engrenagens matemáticas que sustentam o conhecimento científico e tecnológico atual.
Velocidade mínima para escapar do campo gravitacional de um corpo massivo.
Equação fundamental da mecânica de voo espacial que calcula a variação máxima de velocidade (\Delta v) alcançada por um foguete em função da velocidade de exaustão e da razão de massas.
Velocidade orbital em função da distância e semieixo maior.
Mede eficiência de motores foguete.
Descreve a posição s de um corpo em movimento retilíneo uniformemente variado em função do tempo t, considerando posição inicial s_0, velocidade inicial v_0 e aceleração constante a.
Relaciona a velocidade final v de um corpo com sua velocidade inicial v_0, a aceleração a e o deslocamento \Delta s, dispensando o conhecimento explícito do intervalo de tempo.
Relaciona carga armazenada com tensão aplicada.
Energia armazenada no campo elétrico de um capacitor.
A soma das tensões em uma malha fechada é zero.
Conservação de corrente elétrica em um nó.
Densidade necessária para que o universo seja espacialmente plano.
Galáxias se afastam proporcionalmente à distância devido à expansão do universo.
Energia armazenada em uma mola ideal quando comprimida ou esticada.
A força restauradora em uma mola ideal é proporcional à deformação x, com constante elástica k.
Relaciona a ddp (tensão elétrica V) aplicada a um resistor com a intensidade da corrente elétrica I que o percorre e sua resistência elétrica R.
Mede a taxa com que a energia elétrica é convertida em outras formas de energia (como calor por efeito Joule) em um circuito.
Campo magnético ao redor de correntes estacionárias.
Fluxo elétrico total é proporcional à carga interna.
Não existem monopólos magnéticos.
Terceira equação de Maxwell na forma integral/diferencial resumida, determinando que uma variação no fluxo magnético \Phi_B induz uma força eletromotriz \mathcal{E}.
Quarta equação de Maxwell, mostrando que campos magnéticos são gerados por correntes elétricas e por variações temporais do campo elétrico.
Módulo do vetor campo elétrico gerado por uma carga elétrica puntiforme q a uma distância r no vácuo ou meio homogêneo.
Calcula a força elétrica estática entre duas cargas puntiformes q_1 e q_2 separadas por uma distância r, onde k_e é a constante eletrostática do meio.
Cada grau de liberdade contribui com \frac{1}{2}k_B T de energia média.
Associa comportamento ondulatório a partículas materiais.
Relaciona a energia cinética máxima K_{\max} dos elétrons arrancados de um metal com a energia do fóton incidente (hf) e a função trabalho (\phi).
Estabelece que a energia de um fóton quantizado é diretamente proporcional à frequência f da radiação, sendo h a constante de Planck.
Conservação de energia mecânica aplicada aos fluidos ideais em escoamento, relacionando pressão estática p, energia cinética por unidade de volume e potencial gravitacional.
Expressa a conservação da massa para um fluxo estacionário de um fluido incompressível, relacionando área transversal A e velocidade do escoamento v.
Vazão de fluido viscoso em tubo cilíndrico.
Determina regime laminar ou turbulento.
Pressão exercida por uma coluna de fluido.
Todo corpo imerso em um fluido sofre uma força vertical para cima (empuxo) cujo módulo é igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo.
Define magnitude sísmica a partir da amplitude medida.
Descreve a força de atração mútua entre dois corpos dotados de massa, sendo proporcional ao produto das massas m_1 e m_2 e inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre seus centros.
Relaciona o período orbital T de um corpo celeste e o semieixo maior a de sua órbita elíptica em torno de um corpo central de massa M.
Força de Lorentz exercida sobre uma partícula carregada com carga q movendo-se com velocidade \vec{v} imersa em um campo magnético \vec{B}.
Momento de inércia de um disco maciço em torno do eixo central.
Haste delgada girando em torno do centro.
A Segunda Lei de Newton estabelece que a força resultante (\vec{F}_{\mathrm{res}}) sobre um corpo é igual à taxa de variação do momento linear ou, para massa constante, ao produto da massa (m) pela aceleração vetorial (\vec{a}).
Relação fundamental entre operadores conjugados.
Equação fundamental da mecânica quântica não relativística, que rege a evolução temporal da função de onda \psi de um sistema quântico sob a ação de um potencial V.
Estabelece um limite fundamental na mecânica quântica para a precisão simultânea com que se podem medir pares de observáveis conjugados, como posição x e momento p.
Equação fundamental para estados estacionários.
O impulso de uma força aplicada sobre um intervalo de tempo é igual à variação do momento linear do corpo (\Delta \vec{p}).
Grandeza vetorial definida como o produto da massa m de um corpo por sua velocidade vetorial \vec{v}. É uma grandeza estritamente conservada em sistemas isolados.
Componente da aceleração direcionada para o centro da trajetória circular, responsável por alterar a direção da velocidade vetorial de um corpo.
Determina o tempo T de uma oscilação completa de um pêndulo ideal em função do comprimento L do fio e da aceleração da gravidade local g.
Redução exponencial da intensidade ao atravessar meio absorvedor.
Relaciona a velocidade de propagação v de uma onda mecânica ou eletromagnética com o seu comprimento de onda \lambda e sua frequência f.
Potência por unidade de área transportada pela onda.
Associa a distância focal f de uma lente ou espelho esférico delgado com a distância do objeto p e a distância da imagem p'.
Descreve o comportamento dos raios de luz ao passarem de um meio óptico para outro de índices de refração n_1 e n_2.
Relaciona a frequência de oscilação com a velocidade angular.
Equação que descreve o movimento harmônico simples com amplitude A e fase inicial \phi.
Demonstra que o intervalo de tempo \Delta t medido por um observador em movimento é maior que o tempo próprio \Delta t_0 medido no referencial em repouso.
Relação geral entre energia, momento e massa.
Consagra que a energia total de repouso de um sistema físico é proporcional à sua massa m multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz no vácuo c.
Transforma coordenadas espaciais entre referenciais inerciais.
Conjunto de dez equações diferenciais da Relatividade Geral que descrevem a interação fundamental da gravitação como curvatura do espaço-tempo gerada pela energia e momento.
Potência irradiada por um corpo negro proporcional à quarta potência da temperatura absoluta.
Determina o comprimento de onda de máxima emissão de um corpo negro.
Estabelece o rendimento máximo teórico para qualquer máquina térmica operando entre duas fontes a temperaturas absolutas T_C (fria) e T_H (quente).
Relaciona as variáveis de estado de um gás ideal: pressão p, volume V, número de moles n, constante universal dos gases R e temperatura absoluta T.
Lei da conservação de energia aplicada a sistemas termodinâmicos, onde a variação de energia interna \Delta U é o calor líquido adicionado Q menos o trabalho realizado W.
Energia armazenada por um objeto devido à sua posição em um campo gravitacional uniforme, dependendo da massa m, da aceleração da gravidade g e da altura h.
Afirma que o trabalho total W realizado sobre um corpo é igual à variação de sua energia cinética (\Delta K = K_f - K_i).
Mede a energia transferida para ou de um objeto através da aplicação de uma força F ao longo de um deslocamento d, onde \theta é o ângulo entre os vetores força e deslocamento.