2ª Lista de Exercícios · Cinemática · ed. 2024

Guia de Mecânica

Quatro séries de exercícios que parecem quatro assuntos. São um teorema só, vestido de quatro fantasias — e este guia monta o teorema do zero, sem nada para decorar. Quatro módulos, uma camada transversal de álgebra linear, dezesseis visualizações interativas.

O teorema que gera a lista inteira

Se um conjunto de vetores mantém comprimentos e ângulos mútuos constantes, a única coisa que ele pode estar fazendo é girar. E existe um único vetor ω tal que, para qualquer vetor u desse conjunto, du/dt = ω ∧ u.

Série 1 → o ω é o vetor de Darboux do triedro de Frenet. Série 2 → é o vetor rotação do corpo rígido. Série 3 → o mesmo, no plano, e o CIR é onde a velocidade se anula. Série 4 → é o ω do referencial móvel, e daí sai Coriolis.

Camada transversal

serve aos quatro módulos

A maquinaria que os módulos usam pronta, reconstruída do zero — com caixas que pedem a dedução antes de mostrar a resposta.

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§A–§E · R1–R17 · W1–W4

Complementos de álgebra linear

De QᵀQ = I até o eixo helicoidal: matriz como destino dos versores, antissimetria, SO(3), a exponencial, e as quatro séries como quatro leituras da mesma matriz. Quatro visualizações interativas.

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Módulos

um por série da lista

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Série #1 · §0–§7 · V1–V3

Cinemática da partícula

Triedro de Frenet construído do zero, curvatura e círculo osculador, o kit de cálculo, coordenadas cilíndricas e o túnel do L2-1.5.

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Série #2 · §0–§7 · V1–V3

Campo de velocidades do corpo rígido

O Lema aplicado a |B−A| constante, equiprojetividade como teste de eliminação, e a fórmula fundamental deduzida de QᵀQ = I. Três visualizações.

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Série #3 · §0–§7 · V1–V3

Movimento plano e o CIR

Dezesseis exercícios, um procedimento: o CIR por duas perpendiculares, rolamento sem escorregar, mecanismos, e a armadilha da aceleração. Três visualizações.

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Série #4 · §0–§7 · V1–V3

Composição de movimentos e Coriolis

A regra de ouro da derivada num eixo que gira, arrastamento como corpo rígido, e as duas origens do fator 2 de Coriolis. Três visualizações.

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Convenção de códigos

Cada trecho do guia tem um código, para conversar sobre ele sem ambiguidade — "não entendi o §2.4", "refaz o W3", "aplica o P-C no L2-1.5".

§0–§7 · seções dos módulos
§A–§E · seções dos Complementos
V1, V2, … · visualizações dos módulos
W1–W4 · visualizações dos Complementos
R1–R17 · caixas "Reconstrua" (dedução guiada)
P-A–P-D · padrões de ataque dos exercícios
L2-1.3 · exercício 3 da série 1 da Lista 2