AULA 1 CINEMÁTICA. * Do grego, que significa natureza, pois nos primórdios eram estudados aspectos...
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AULA 1 CINEMÁTICA
* Do grego, que significa natureza, pois nos primórdios eram estudados aspectos do mundo animado e inanimado.
* Atualmente, é a ciência que estuda a natureza em geral, principalmente, as interações da matéria e energia, desde corpos infinitamente pequenos (mecânica quântica) até infinitamente grandes (Cosmologia).
* Identifica e trabalha com as leis básicas que regem o universo.
* Sendo uma ciência, utiliza o método científico, baseando-se na matemática e na lógica para a formulação de seus conceitos.
FÍSICA
Divisões da Física
• Quântica trata do universo do muito pequeno, dos átomos e das partículas que compõem os átomos.
• Clássica trata dos objetos que encontramos no nosso dia-a-dia.
• Relativística trata de situações que envolvem grandes quantidades de matéria e energia.
Divisão Tradicional
• Mecânica (cinemática, dinâmica, estática, hidrostática)
• Termologia (termometria, calorimetria, termodinâmica)
• Ondulatória• Óptica• Eletrologia (eletrostática, eletrodinâmica,
magnetismo e eletromagnetismo)• Física Moderna
2009: Ano Internacional da Astronomia (200 anos das observações de Galileu-Galilei)
CINEMÁTICA
Parte da Física que estuda o movimento sem preocupar-se com as causas que deram origem ou interferem no movimento.
CINEMÁTICA: Conceitos Movime nto: quando a posiç ã o entre o corpo e o re fe re nc i al va ri ar c om o te mpo. Repouso: qua ndo a posiç ão e nt re o c orpo e o referenci al nã o va ri ar no de c orre r do te mpo. Tra je tória : Vel oc idade e sc al ar mé di a: V = ΔS/Δt onde: ΔS = S – So (va ri aç ão na posiç ão do móve l: posiç ão fi na l – posi çã o i ni ci al) Δt (va ri aç ã o do t empo e m que ocorreu o movime nto)
Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)
• Caracteriza-se por percorrer distâncias iguais em intervalos de tempos iguais, ou seja, o módulo do vetor velocidade é constante e diferente de zero.
• A aceleração do móvel é nula.• Função utilizada no MRU:
S = So + Vt
S = posição final So = posição inicial
V = velocidade do móvel t = tempo
Gráficos do MRU
• Movimento progressivo: Velocidade positiva, isto é, o móvel desloca-se no sentido positivo da trajetória.
• Movimento regressivo: Velocidade negativa, isto é, o móvel desloca-se no sentido negativo da trajetória.
1º: Posição x Tempo
Gráficos do MRU
2º: Velocidade x Tempo
PROPRIEDADES NOS GRÁFICOS DE MRU
1º: Posição x Tempo
PROPRIEDADES NOS GRÁFICOS DE MRU
2º: Velocidade x Tempo
Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV)
• Movimento cuja velocidade varia uniformemente no decorrer do tempo, isto é, varia de quantidades iguais em intervalos de tempos iguais.
• A aceleração do móvel é constante no decorrer do tempo e diferente de zero.• O espaço percorrido aumenta proporcionalmente ao quadrado do tempo. • Funções utilizadas no MRUV:
V = Vo + at
S = So + Vot + at2
2
V2 = Vo2 + 2aΔS (equação de Torricelli)
a = ΔV/Δt
Gráficos do MRUV
1º: Posição x Tempo
Concavidade voltada para cima = aceleração positiva
Concavidade voltada para baixo = aceleração negativa
Gráficos do MRUV
2º: Velocidade x Tempo
Velocidade e aceleração com sinais iguais = movimento acelerado
Velocidade e aceleração com sinais diferentes = movimento retardado
Gráficos do MRUV
3º: Aceleração x Tempo
PROPRIEDADES NOS GRÁFICOS DE MRUV
1º: Velocidade x Tempo
PROPRIEDADES NOS GRÁFICOS DE MRUV
2º: Aceleração x Tempo
Questões do ENEM
• Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h.
• Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega?
• a) 0,7• b) 1,4• c) 1,5• d) 2,0• e) 3,0
• Para melhorar a mobilidade urbana na rede metroviária é necessário minimizar o tempo entre estações. Para isso a administração do metrô de uma grande cidade adotou o seguinte procedimento entre duas estações: a locomotiva parte do repouso com aceleração constante por um terço do tempo de percurso, mantém a velocidade constante por outro terço e reduz sua velocidade com desaceleração constante no trecho final, até parar.
• Qual é o gráfico de posição (eixo vertical) em função do tempo (eixo horizontal) que representa o movimento desse trem?
•
Um sistema de radar é programado para registrar automaticamente a velocidade de todos os
veículos trafegando por uma avenida, onde passam em média 300 veículos por hora, sendo
55 km/h a máxima velocidade permitida. Um levantamento estatístico dos registros do radar
permitiu a elaboração da distribuição percentual de veículos de acordo com sua velocidade
aproximada.
A velocidade média dos veículos que trafegam nessa avenida é de: (A)35 km/h(B)44 km/h(C)55 km/h(D)76 km/h(E)85 km/h
1
40
30
15
5 3605
1015202530354045
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Velocidade (km/h)
Veíc
ulos
(%
)
EXERCÍCIOS1) A função horária de um carro que faz uma viagementre duas cidades é dada por S = 100 + 20t.Determine em unidades do sistema internacional.a) a posição inicial;b) a velocidade;c) a posição final em 30 s.
2) Um carro partindo do repouso leva 5 s para alcançara velocidade de 20 m/s, calcule sua aceleraçãomédia.
3) Um corpo realiza um movimento uniformementevariado segundo a equação horáriaS = - 2t + 4t2
Julgue os itens:1 A velocidade inicial do corpo é de –2 m/s.2 A aceleração do corpo é de 4 m/s².3 No instante t = 2 s o corpo estará na posiçãoS = 20 m.
4) No gráfico, representam-se as posições ocupadas por um corpo que se desloca numa trajetória retilínea, em função do tempo.Pode-se, então, afirmar que o módulo da velocidade do corpo:
a) aumenta no intervalo de 0 s a 10 s;b) diminui no intervalo de 20 s a 40 s;c) tem o mesmo valor em todos os diferentes intervalos de tempo;d) é constante e diferente de zero no intervalo de 10 s a 20 s;e) é maior no intervalo de 0 s a 10 s.
5) Um barco, navegando a favor da correnteza de um rio, tem velocidade de 6 m/s e, contra a corrente, sua velocidade é 2 m/s, ambas em relação à Terra. Podemos afirmar corretamente que a velocidade da correnteza, em relação à Terra, e a velocidade do barco, em relação a correnteza, são, respectivamente:a) 4 m/s e 2 m/sb) 2 m/s e 4 m/sc) 1 m/s e 2 m/sd) 2 m/s e 1 m/se) 6 m/s e 4 m/s