Aula introdutória – FÍSICA I - março 2017

●UNIDADES

●CONVERSÃO DE UNIDADES

●DIMENSÕES DE QUANTIDADES FÍSICAS

●GRANDEZAS ESCALARES E VETORIAIS

●OPERAÇÕES ENTRE VETORES

●VELOCIDADE E ACELERAÇÃO MÉDIAS

UNIDADES

● As leis da física expressam relações entre quantidades físicas.

● Quantidades físicas são números obtidos através da medição de fenômenos físicos.

UNIDADES

Exemplo:

2ª Lei de Newton

F⃗=m⋅a⃗

UNIDADES

Exemplo:

2ª Lei de Newton

F⃗=m⋅a⃗

Força Massa Aceleração

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES( SI )

7 QUANTIDADES BÁSICAS

● COMPRIMENTO● MASSA● TEMPO● CORRENTE ELÉTRICA● TEMPERATURA● QUANTIDADE DE MATÉRIA● INTENSIDADE LUMINOSA

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES( SI )

7 QUANTIDADES BÁSICAS

unidade

● COMPRIMENTO metro (m)● MASSA quilograma (Kg)● TEMPO segundo (s)● CORRENTE ELÉTRICA ampère (A)● TEMPERATURA kelvin (K)● QUANTIDADE DE MATÉRIA mol● INTENSIDADE LUMINOSA candela (cd)

Tabela de pre(xos - múltiplos

Conversão de unidadesComo diferentes sistemas de unidades são utilizados, é importante saber como converter de uma unidade para outra.

Quando quantidades físicas são somadas, subtraídas, multiplicadas, ou divididas em uma equação algébrica, a unidade pode ser tratada como qualquer outra quantidade algébrica.

Conversão de unidadesExemplo:Você quer saber a distância percorrida em 3 horas (h) por um carro que se move à taxa constante de 80 quilômetros por hora (Km / h).

Conversão de unidadesExemplo:Você quer saber a distância percorrida em 3 horas (h) por um carro que se move à taxa constante de 80 quilômetros por hora (Km / h).

x = v t =80km

h× 3h

A distância é o produto da rapidez v pelo tempo:

x = v t =80km

h× 3h

Conversão de unidadesExemplo:Você quer saber a distância percorrida em 3 horas (h) por um carro que se move à taxa constante de 80 quilômetros por hora (Km / h).

x = v t =80km

h× 3h = 240 km

A distância é o produto da rapidez v pelo tempo:

Conversão de unidadesConvertendo a distância obtida para a unidade milha (mi)

Sabemos que1 mi = 1,609 km

Conversão de unidadesConvertendo a distância obtida para a unidade milha (mi)

Sabemos que1 mi = 1,609 km

Dividindo ambos lados da igualdade por 1,609 temos:

1mi

1,609 km= 1

Fator de conversão

Conversão de unidadesAplicando sobre o valor obtido de 240 km obtemos:

Sabemos que1 mi = 1,609 km

240km = 240km ×1mi

1,609km= 149mi

Dimensões de quantidades físicas

Grandezas Escalares e VetoriaisGrandezas Vetoriais

Quantidades que têm magnitude e orientação, como

Velocidade, aceleração e força

Grandezas Escalares

Quantidades com magnitude, mas sem orientação associada, como

Rapidez*, massa, volume e tempo

* - magnitude da velocidade

Grandezas Escalares e VetoriaisExemplo: Medir peso ou massa?

Grandezas Escalares e VetoriaisExemplo: Medição da massa em uma balança

Massa – grandeza escalar associada à inércia de um corpo.Unidade – kg

Peso – FORÇA PESO!Força de atração entre corpos com massa.Grandeza Vetorial

Módulo - intensidadeDireçãoSentido

Grandezas Escalares e Vetoriais

Grandezas VetoriaisRepresentação matemática

Operações VetoriaisMultiplicação por escalar

Operações VetoriaisAdição

Operações VetoriaisAdição

Operações VetoriaisAdição – Caso especial - Vetores colineares

Operações VetoriaisAdição

Operações VetoriaisExemplo: Uma barcaça é puxada por dois rebocadores. Se a resultante das forças exercidas pelos rebocadores é uma força de 22.250 N dirigida ao longo do eixo da barcaça, determine a força de tração em cada um dos cabos, sabendo que a = 45º.

Operações VetoriaisExemplo: Uma barcaça é puxada por dois rebocadores. Se a resultante das forças exercidas pelos rebocadores é uma força de 22.250 N dirigida ao longo do eixo da barcaça, determine a força de tração em cada um dos cabos, sabendo que a = 45º

Operações VetoriaisExemplo: Uma barcaça é puxada por dois rebocadores. Se a resultante das forças exercidas pelos rebocadores é uma força de 22.250 N dirigida ao longo do eixo da barcaça, determine a força de tração em cada um dos cabos, sabendo que a = 45º

Operações VetoriaisExemplo: Uma barcaça é puxada por dois rebocadores. Se a resultante das forças exercidas pelos rebocadores é uma força de 22.250 N dirigida ao longo do eixo da barcaça, determine a força de tração em cada um dos cabos, sabendo que a = 45º

Operações VetoriaisQuestão para o aluno: Determine a intensidade da força resultante Fr = F1 + F2 e sua direção, medida no sentido anti-horário, a partir do eixo x positivo.

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3

Intensidade

Direção

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.

Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano

Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.

Deslocamento, Velocidade e RapidezPosição e Deslocamento

Para descrever o movimento de uma partícula (ou qualquer outro objeto), precisamos ser capazes de descrever a posição da partícula e como essa posição varia enquanto a partícula se move.

Deslocamento é a variação da posição

Δ x = xf − xi

Deslocamento, Velocidade e Rapidez

Velocidade Média e Rapidez média

Rapidez média: é a distância total percorrida pela partícula dividida pelo tempo total entre o início e o final.

Rapidezmédia =distânciatotal

tempo total=

s

Δ t

Deslocamento, Velocidade e Rapidez

Velocidade Média e Rapidez média

Velocidade média: é definida como a razão entre o deslocamento Δx e o

intervalo de tempo Δt.

vméd =Δ x

Δ t=

xf−xi

t f−t i

Deslocamento, Velocidade e Rapidez

Velocidade Média e Rapidez média

Velocidade média: é definida como a razão entre o deslocamento Δx e o

intervalo de tempo Δt.

vméd =Δ x

Δ t=

xf−xi

t f−t i

xf = xi + vmédΔ t

Deslocamento, Velocidade e Rapidez

Exemplo: Um cão, exercitando-se com o seu dono, correu 20,0 ft afastando-se dele em 1,0 s, para alcançar um graveto e voltou caminhando 15,0 ft em 1,5 s. Calcule a rapidez média do cão e a velocidade média do mesmo para o total da viagem.

Rapidez média = s / Δt

s = s1 + s2 = 20,0 ft + 15,0 ft = 35,0 ft

Δ t = (t 1−t i) + (t f−t2) = 1,0 s + 1,5 s = 2,5 s

Rapidez =35,0 ft

2,5 s= 14 ft /s

Deslocamento, Velocidade e Rapidez

Exemplo: Um cão, exercitando-se com o seu dono, correu 20,0 ft afastando-se dele em 1,0 s, para alcançar um graveto e voltou caminhando 15,0 ft em 1,5 s. Calcule a rapidez média do cão e a velocidade média do mesmo para o total da viagem.

Velocidade média = Δx / Δt

Δ x = xf − xi = 5,0 ft − 0,0 ft = 5,0 ft

vméd =Δ x

Δ t=

5,0 ft

2,5 s= 2,0 ft /s

Velocidade Instantânea

v x (t ) = limΔ t→ 0

Δ x

Δ t

Aceleração

A aceleração é a taxa de variação da velocidade com relação ao tempo.

améd =Δ v

Δ t=

vf−vi

t f−ti

v f = vi + améd Δ t

Aceleração Instantânea

ax (t ) = limΔ t→0

Δ vx

Δ t

ax (t ) =dv x

dt=

d (dx /dt)dt

=d

2x

dt2

Aceleração Instantânea