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Física
Profª Camila
Mecânica Termo Ondas Óptica Eletromagnetismo Física Moderna
+ contexto histórico
Mecânica CINEMÁTICA Estuda os movimentos sem se preocupar com as causas
CONCEITOS IMPORTANTES: tempo posição deslocamento velocidade aceleração
Ramo da física que estuda os movimentos e procura descrevê-los, sem preocupar-se com suas causas. Divide-se em: - Estudo dos movimentos retilíneos: MRU e MRUV. - Estudo do movimento curvilíneo: MCU. Tudo com relação à grandeza mais importante: o TEMPO – variável independente.
GRANDEZAS IMPORTANTES:
tempo t – [s, h]
posição x – [m, km]
deslocamento Δx - [m, km]
velocidade v – [m/s, km/h]
aceleração a - [m/s²]
Δ☻=☻ – ☻0
Conversões de unidades importantes ao estudo da cinemática: TEMPO: 1 h = 60 min 1 min = 60 s Exemplos: Converter 15 min para s: Converter 2 h para s: Calcular sua idade em horas!
h min X 60
POSIÇÃO: 1 km = 1000 m Exemplos: Converter 2400 m para km. Converter 8,6 km para m.
km m
X 10³
VELOCIDADE: 1 m/s = 3,6 km/h Exemplos: Converter 72 km/h para m/s. Converter 15 m/s para km/h.
km/h m/s
: 3,6
MOVIMENTO, REPOUSO E REFERENCIAL
REFERENCIAL – ponto tomado como
referência para análise do movimento dos
corpos.
CORPO EM REPOUSO – a distância entre
esse corpo e o referencial não varia com o
passar do tempo.
CORPO EM MOVIMENTO – a distância entre
esse corpo e o referencial varia com o tempo.
A Terra está em repouso ou em movimento???
Um mesmo corpo pode estar em repouso para um
referencial e em movimento para outro referencial.
VOCÊ CONHECE SITUAÇÕES EM QUE ISSO
ACONTECE!!!
Um passageiro A sentado ao lado de uma senhora B
em um ônibus que se move sobre a auto-estrada à 72
km/h.
Este passageiro está em repouso ou em movimento?
DEPENDE DO REFERENCIAL
A sequência de pontos na figura abaixo marca as posições, em intervalos de 1 segundo,
de um corredor de 100 m rasos, desde a largada até a chegada.
Assinale o gráfico q melhor representa a evolução da velocidade instantânea do corredor:
É preciso saber a definição de velocidade!!!
VELOCIDADE É A
TAXA DE VARIAÇÃO DA POSIÇÃO NO TEMPO
Posição (x) – Grandeza física vetorial, determina a localização da partícula com respeito
a um sistema de referências.
Deslocamento (Δx) – Grandeza física vetorial, indica a variação na posição. Independe da
trajetória.
Distância percorrida(d)– Grandeza física escalar. Comprimento da trajetória.
Velocidade ( ) – Grandeza física vetorial, é a taxa de variação
da posição no tempo. - VELOCIDADE INSTANTÂNEA.
Esta definição não pode ser atingida…
Velocidade média (
) – Grandeza física vetorial, é a razão
entre o deslocamento e o intervalo de tempo.
Quando ,
Velocidade escalar média ( ) – Grandeza física escalar, é a
razão entre o espaço percorrido e o intervalo de tempo.
Nos movimentos retilíneos, quando não há inversão de sentido,
a distância percorrida é igual ao deslocamento e portanto a
velocidade escalar média tem o mesmo valor da velocidade
média.
E aí?
Observe o mapa ao lado.
Se um automóvel sai de São Leopoldo e vai a Novo Hamburgo, qual seu deslocamento?
Se um automóvel sai de Esteio, vai a Novo Hamburgo e depois volta a São Leopoldo, qual seu deslocamento? E a distância percorrida?
Se um automóvel sai de Sapucaia do Sul e vai a Canoas, qual seu deslocamento?
Se um automóvel sai de Esteio, vai a São Leopoldo e volta até Canoas, qual seu deslocamento? E a distância percorrida?
km 267
km 275
km 288
km 280
km 299
ACELERAÇÃO MÉDIA
É a grandeza física que mede a variação da
velocidade de um móvel num determinado intervalo
de tempo. Ou seja é a razão entre a variação da
velocidade e o tempo gasto nisto.
Quanto mais rápido um móvel realiza uma dada
mudança de velocidade, maior é sua aceleração
média.
Taxa de variação da velocidade = ACELERAÇÃO
Inclinação do terreno, determina a aceleração: quanto mais inclinado, maior.
MRU
t
xvv m
tvxx o .
0a
(Função do tempo!)
EXEMPLO:
Um corpo movimenta-se sobre uma trajetória
retilínea de acordo com a seguinte função horária
das posições no MRU: x = 10 – 2t
Determine:
a) sua posição inicial?
b) a velocidade do móvel?
c) sua posição no instante 3s?
d) o instante em que passa na origem das
posições?
1 – Qual o tempo necessário para percorrer 600m,
com uma velocidade média de 72 km/h?
2 – Um carro percorre 80km a 40km/h e, em
seguida, 20km a 10 km/h.Qual foi a velocidade
média do carro durante todo o percurso? (em km/h)
MRUV
t
va
tavv o .
2
..
2tatvxx oo
xavv o ..222
t
xvm
acelerado
retardado
Movimento Retilíneo Uniformemente Variado
MRUV
Movimento com aceleração constante. Aqui a
velocidade do móvel varia a uma determinada taxa.
A taxa de variação da velocidade é a aceleração.
Quanto maior a variação de velocidade na unidade
de tempo, maior é o valor da aceleração.
Se a velocidade cresce – movimento acelerado
Se a velocidade diminuiu – movimento retardado
Observe a tabela para um movimento ao longo
de 8s:
De t = 0 a t = 4s – MRUV com a = 5 m/s²
De t = 4s a t = 6s – MRU (v constante)
De t = 6s a t = 8s – MRUV com a = – 3m/s²
t (s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
v (m/s) 0 5 10 15 20 20 20 17 14
Portanto MRUV é aquele movimento que tem
aceleração constante
deduzindo a função velocidade:
t
va
t
vva
t
vva
tt
vva
t
va 00
0
0
0
0. vvta tavv .0
EXEMPLO
Um corpo desloca-se sobre uma trajetória retilínea
obedecendo a função horária s = 3 – 4t + t²,(SI):
1) Sua posição inicial (em m) e sua velocidade
inicia l(em m/s) , respectivamente são:
2) Sua aceleração (em m/s²) é:
3) A função horária da velocidade (no SI):
4) O(s) instante(s) em que passa pela origem das
posições:
EXEMPLO
Um corpo desloca-se sobre uma trajetória retilínea
obedecendo a função horária x = 3 – 4t + t²,(SI):
a) Sua posição inicial (em m) e sua velocidade
inicia l(em m/s) , respectivamente são:
b) Sua aceleração ( em m/s²) é:
c) A função horária da velocidade (no SI):
d) O(s) instante(s) em que passa pela origem das
posições:
Gráficos – expressam a relação entre as grandezas!
Gráficos do MRU:
- aceleração versus tempo
Gráficos do MRU:
- velocidade versus tempo
Gráficos do MRU:
- velocidade versus tempo
Gráficos do MRU:
- posição versus tempo
Gráficos do MRU:
- posição versus tempo
Gráficos do MRUV:
- aceleração versus tempo
Gráficos do MRUV:
- aceleração versus tempo
Gráficos do MRUV:
- velocidade versus tempo
Gráficos do MRUV:
- velocidade versus tempo
Gráficos do MRUV:
- posição versus tempo
Gráficos do MRUV:
- posição versus tempo