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