AULA 3 (19 de março)

CLASSIFICAÇÃO DOS MOVIMENTOS RETILÍNEOS

Movimento Retilíneo Uniforme. – MRU

Definição:

MRU é o movimento em que o móvel percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais, ou seja, a velocidade escalar média é igual a velocidade escalar instantânea, constante e não nula durante todo o trajeto.


EQUAÇÃO HORÁRIA

Uma maneira prática de descrevermos um movimento é associarmos a ele expressões matemáticas. Quando usamos uma equação que relaciona um fator qualquer com o tempo (instante), dizemos que essa é uma equação horária.
Para podermos prever o que vai ocorrer em um movimento uniforme, usamos a chamada equação horária dos espaços: S = S0 + V.t

OBS:
Quando o movimento uniforme é progressivo a velocidade é antecedida pelo sinal de +.

S = S0 + Vt

Quando o movimento uniforme é retrógrado a velocidade é antecedida pelo sinal de – .

S = S0 – Vt


MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

Nos movimentos que observamos diariamente, as velocidades em geral não permanecem constantes, variando, portanto, no decorrer do tempo. Esses movimentos são chamados de variados.

Se num movimento a velocidade variar uniformemente no decorrer do tempo, isto é, se ocorrerem variações de velocidade sempre iguais em intervalos de tempos iguais, o movimento é denominado movimento uniformemente variado (MUV).

Para que isso ocorra em qualquer intervalo de tempo, a aceleração escalar média deve ser constante, diferente de zero e igual a aceleração escalar instantânea.
A unidade de aceleração no SI é o m/s2.

QUEDA DOS CORPOS

Quando lançamos um corpo verticalmente para cima notamos que ele sobe até certa altura e depois cai porque é atraído pela Terra, o mesmo acontece quando largamos um corpo de determinada altura. Os corpos são atraídos pala Terra porque em torno dela há uma região chamada campo gravitacional exercendo atração sobre eles.

Se não houvesse a resistência do ar, todos os corpos, de qualquer peso ou forma, abandonados da mesma altura, nas proximidades da superfície da Terra, levariam o mesmo tempo para atingir o solo. Esse movimento é conhecido como queda livre. O movimento de queda livre é uniformemente acelerado. A trajetória é retilínea, vertical e a aceleração é a mesma para todos os corpos, a aceleração da gravidade, cujo valor é, aproximadamente, g=9,8 m/s2 .

Atenção: Denomina-se queda livre o movimento de subida ou descida que os corpos realizam no vácuo ou quando desprezamos a resistência do ar


EXEMPLOS DE APLICAÇÃO:

1° exemplo:

Um móvel em MRU é regido pela função S = 20 – 4t (SI). Para esse móvel determine:
a) a posição inicial e a velocidade;
b) sua posição após 2s de movimento;
c) o instante em que o móvel passa pela origem das posições;

2° exemplo:
Dois móveis A e B são regidos pelas funções S(A) = 10 + 2t (SI) e S(B) = 90 – 3t(SI). Sabendo que se movem sobre a mesma trajetória, determine o instante e a posição que os móveis A e B se encontrarão.

3° exemplo:
Um trem de 100 metros de comprimento trafega com velocidade constante de 54 km/h e leva 1 minuto para atravessar uma ponte. Calcule, em metros, o comprimento de ponte.

4° exemplo:
Dois carro deslocam-se em pista retilínea, no mesmo sentido, com velocidades constantes. O carro que está a frente desenvolve velocidade de 20m/s e o que está atrás, 35m/s. Num certo instante, a distância entre eles é 225m. A partir desse instante, que distância o carro de trás deve percorrer para alcançar o da frente?

5° exemplo:
Um carro parte do repouso e atinge velocidade de 90km/h em 10s. calcule, nos padrões do SI, a aceleração média imposta ao carro.

6° exemplo:
Um automóvel, está numa avenida e desenvolve velocidade de 108 km/h, quando o sinal vermelho abre, o motorista freia e para após 15s. calcule a aceleração do carro.

7° exemplo:

Uma partícula, realizando um MUV em relação a um determinado referencial, é regido pela função V = 5 + 10t (SI). Para essa partícula, determine:
a) A velocidade inicial e a aceleração;
b) A velocidade após 2s;
c) Classifique o movimento em t = 20s


8° exemplo:
a função velocidade de um ponto material é dado pela função V = 20 – 10t (SI). Determine:

a) o instante em que o móvel inverte o sentido do movimento;
b) a classificação do movimento em t = 1s
c) a classificação do movimento em t = 3s


9° exemplo:
Um móvel desloca-se sobre uma reta segundo a função horária S = - 15 - 2t + t2 (SI). Calcular:

a) a posição inicial, a velocidade inicial e a aceleração do movimento;
b) a função velocidade;
c) a posição e a velocidade do móvel em t = 3s
d) o instante em que o móvel inverte o sentido do movimento;
e) o instante em que o móvel passa pela origem das posições

10° exemplo:
Dois automóveis A e B, partem simultaneamente de um mesmo ponto, com direções perpendiculares entre si. O móvel A tem velocidade constante igual a 10m/s; e o móvel B, movimento uniformemente acelerado, partindo do repouso com aceleração de 4 m/s2. Calcule a distância entre os dois móveis após 5s de movimento.

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AULA DO DIA 12 DE MARÇO:

ISOLADO DE FÍSICA - Aula 2

Conteúdos: Cinemática: Conceito de Movimento, Referencial Inercial e não inercial, Velocidade Média, Aceleração Média.

Física - É uma ciência que trata dos Componentes Fundamentais do Universo, como Forças eles que exercem e os resultados destas forças. O termo vem do grego (physis), que significa natureza.

Mecânica - É o ramo da física que estuda o movimento das partículas e dos corpos rígidos. É Subdividida em duas partes: CINEMÁTICA E DINÂMICA

Cinemática - É o ramo da Mecânica que estuda o movimento dos corpos sem se preocupar com as Forças guste provocam.

Dinâmica - É o ramo da Mecânica que estuda o movimento dos corpos considerando que sobre enguias Forças que atuam.

Ponto material - Um corpo é chamado de material de ponto quando suas dimensões não Interferem na análise do fenômeno estudado.

Corpo extenso - Um corpo é chamado de extenso quando suas dimensões nenhum Interferem fenômeno estudado.

Grandeza escalar - É aquela que fica perfeitamente definida com um número e um significado físico. Ex.: Massa de uma pessoa: 60 kg

Grandeza vetorial - Para ficar perfeitamente definida Necessita, além do e numero do significado físico, de uma orientação (direção e sentido). Ex.: Deslocamento

Referencial - É o sistema adotado como referência para indicar se o ponto está em movimento ou em repouso e pode ser considerado como não-inercial ou inercial.

Referencial inercial é um referencial para o qual se uma partícula não está sujeita a forças, então está parada ou se movimentando em linha reta e com velocidade constante.

Corpos em referenciais inerciais não ficam Sujeitos às Chamadas Forças Fictícias, isto é, Forças Proveniente da aceleração do referencial próprio e não de Forças físicas atuando corpo não.

Para aprofundar o conceito de referencial inercial e inercial não, consideremos o caso de um carro em movimento acelerado em relação ao solo numa curva. O passageiro é puxado para o exterior da curva. As Forças de contacto carro-passageiro mantêm-no dentro do carro.

Para um observador à beira da estrada, terrestre no seu referencial, considerado como inercial, o movimento do passageiro é acelerado.

Considera-se que o carro e o passageiro são solidários, ou seja que não estão envolvidas como forças musculares do passageiro.

Do ponto de vista do observador, o movimento do passageiro é descrito através da existência de uma força centrípeta que lhe provoca.

Movimento - Ocorre quando há mudança de Posição do corpo em relação ao referencial.

Repouso - Ocorre quando um POSIÇÃO de um corpo não se altera em relação ao referencial.

Trajetória - É uma linha descrita por um corpo em movimento.


VELOCIDADE ESCALAR INSTANTÊNEA e VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA

Para medir uma rapidez com que um móvel se desloca utilizamos uma velocidade que pode ser analisada sob dois aspectos: VELOCIDADE ESCALAR INSTANTÂNEA e VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA.

Velocidade escalar instantânea - É um momento de velocidade desenvolvida por um móvel, ou seja, é aquela velocidade indicada a cada instante pelo velocímetro de um carro, por exemplo.

Velocidade escalar média - é a representação de todas as velocidades Instantâneas de um corpo em movimento e indica-la para encontramos a razão entre o caminho percorrido pelo móvel e gasto para percorre-lo.

A unidade de medida da velocidade média, no Sistema Internacional de Unidades (SI), é o m/s , porém existem outras como o cm/s, km/h, km/s. Quando necessário é Possível transformar as unidades de velocidade. Para transformar m/s para km/h basta multiplicar o valor da velocidade média por 3,6, se for necessário o contrário, ou seja, transformar de km/h para m/s, basta dividir o valor da velocidade média por 3, 6.

Exemplos de aplicação:

1 º exemplo:
Qual a velocidade média de um pessoa que percorre um pé 120m em 50s?. Dê a resposta em m/s e km/h.

2 º exemplo:
em 10 minutos, certo Móvel percorre 12 km, nos 15 minutos seguintes o mesmo móvel percorre 20 km e nos 5 minutos que se seguem percorre 4 km. Qual sua velocidade média em km / h e h / s?

3 º exemplo:
Um móvel se desloca de A até B (AB = d com velocidade) média de 10m/se de B até C (BC = 2d) com velocidade média de 30m/s. Determinar a velocidade média desse móvel sem percurso AC.

Aceleração Escalar Média

A velocidade escalar pode variar de acordo com percurso do tempo. Essa variação da velocidade Pode ser tanto lenta como rápida. O objetivo tem por aceleração escalar, medir uma rapidez da variação da velocidade.
Se a velocidade escalar variar rapidamente, teremos uma grande aceleração escalar, já se uma velocidade escalar variar lentamente, teremos uma pequena aceleração escalar. Quando escalar para uma aceleração nula (constante), uma velocidade escalar não sofre variações.

A aceleração escalar média (am) é Considerada a relação entre uma variação de velocidade e o intervalo de tempo que ocorreu esta variação.

No (SI) a unidade de aceleração é o metros por segundo ao quadrado.

Exemplos de aplicação:

1. O anúncio de um certo tipo de automóvel que proclama o veículo partindo do repouso, atinge uma velocidade de 108 km/h em 8s. Qual a aceleração escalar média desse automóvel Em metros por segundo ao quadrado?

2. Um veículo parte do repouso e, ao fim de 4s, sua velocidade é de 20m / s. Determinar uma aceleração média escalar do veículo nesse intervalo de tempo?

3. A velocidade de um corpo varia de 6m/s para 15m/s em 3s. Qual é sua aceleração média, em unidades do (SI)?