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: curvil íneo: 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
h
X 60
Exemplos: Converter 15 min para s:
Converter 2 h para s: Calcular sua idade em horas!
min
POSIÇÃO: 1 km = 1000 m
X 10³ km
Exemplos: Converter 2400 m para km.
Converter 8,6 km para m.
m
VELOCIDADE: 1 m/s = 3,6 km/h
: 3,6 km/h
Exemplos: Converter 72 km/h para m/s.
Converter 15 m/s para km/h.
m/s
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? km 299
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 288
km 280
km 275
km 267
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 a
0
v v m x x o
x t
v t .
(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 a
v
v t
v o
x x o
2
v
v m
at
v o .t
v o
2
acelerado
.
a.t
2
2
2.a. x
x t
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:
t (s)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
v (m/s) 0 5 10 15 20 20 20 17 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
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Portanto MRUV é aquele movimento que tem aceleração constante
a
v t
deduzindo a função velocidade: a
v
a
t a.t
v v 0
v v 0 t t0
a
v v 0
a
t 0
v v 0
a.t
v v 0 t
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
