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Física Geral Cinemática Prof. Dra. Jenai O Cazetta • Unidade de Ensino: Cinemática • Competência da Unidade: Compreender a importância de analisar as unidades de medida e fazer as devidas conversões, bem saber analisar um movimento aplicando as grandezas fundamentais da Cinemática: posição, velocidade e aceleração. • Resumo: Nessa unidade você estudará conceitos de medidas, unidades de medidas e conversões, vetores e soma vetorial, equações do movimento, velocidade e aceleração médias e instantâneas, movimento uniforme, movimento uniformemente variado e queda livre de corpos. • Palavras-chave: Movimento, cinemática, MU, MRU. • Título da Teleaula: Cinemática. • Teleaula nº: 01 FILOSOFIA DA NATUREZA!!! Estudo dos movimentos 1º campo de trabalho! FÍSICA Fonte: a autora Fonte: https://bit.ly/30ihKL3 Física área de abordagem extensa Comumente dividida em diversas áreas: • estudo dos movimentos; • estudo da luz e formação de imagens; • investigações dos fenômenos elétricos e magnéticos; • estudos dos fluídos em repouso e em movimento; • ondas e transferência de informações; • análise dos fenômenos térmicos e da transferência de calor; • investigações da estrutura da matéria; • estudo das altas energias, etc. Micro MacroMacro Estudo da Física - Habilidades CURIOSIDADECURIOSIDADE INICIATIVAINICIATIVA PERSISTÊNCIAPERSISTÊNCIA RACIOCÍNIO CRÍTICO RACIOCÍNIO CRÍTICO MECÂNICA CLÁSSICA CINEMÁTICA DINÂMICA ESTÁTICA MECÂNICA CLÁSSICA CINEMÁTICA DINÂMICA ESTÁTICA Parte da Física que analisa o movimento, as variações de energia e as forças que atuam sobre o corpo. Estuda as forças atuantes em um corpo em equilíbrio estático. Estuda o movimento, sem levar em consideração as forças atuantes e a massa do corpo. Estuda o movimento levando em conta as suas causas. Fundamentada na segunda lei de Newton. Precisamos pensar na distância percorrida, na trajetória envolvida, no tempo necessário para percorrer a distância e na velocidade do veículo que temos à disposição. Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW CINEMÁTICA Conceitos Grandezas físicas Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Questões Como facilitar a comunicação e o entendimento de inúmeras grandezas físicas nas diversas regiões do mundo? Como realizar conversões de uma unidade para outra? Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Matemática – Funções e equações 𝑦 = 𝑥 + 8 𝑦 = 𝑥 − 2𝑥 + 1 𝑦𝑥𝑧 + 𝑥 + 𝑦𝑧 = 0 𝑦 = 𝑑𝑧 𝑑𝑥 𝑦 = 𝑧𝑑𝑥 Quem são 𝑥, 𝑦 e 𝑧? GRANDEZAS FÍSICAS comprimento, massa, tempo, temperatura pressão, entre outras. Grandezas físicas Grandezas que podem ser medidas conforme um padrão de unidade. Grandeza Unidade Símbolo comprimento metro 𝑚 massa quilograma 𝑘𝑔 tempo segundo 𝑠 intensidade de corrente elétrica Ampère 𝐴 temperatura Kelvin 𝐾 quantidade de matéria mol 𝑚𝑜𝑙 Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Sistema Internacional de Unidades Unidades derivadas Definidas em termos das unidades fundamentais: Grandeza Unidade Símbolo volume metro cúbico 𝑚3 velocidade metro por segundo 𝑚/𝑠 aceleração metro por segundo ao quadrado 𝑚/𝑠2 força Newton 𝑘𝑔. 𝑚/𝑠2 energia Joule 𝑘𝑔. 𝑚2/𝑠2 trabalho Joule 𝑘𝑔. 𝑚2/𝑠2 Notação científica Modo de expressar números muito grandes ou muito pequenos por uma potência de 10. Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑎 × 10 𝑎. 10 1 ≤ 𝑎 < 10 mantissa 𝑏 expoente ou ordem de grandeza! 7.000.000.000 340.000.000.000.000 0,00000006 0,0000000000402 = 7 × 10 = 3,4 × 10 = 6 × 10 = 4,02 × 10 Prefixos PREFIXO SÍMBOLO FATOR tera 𝑇 10 giga 𝐺 10 mega 𝑀 10 quilo 𝑘 10 deci 𝑑 10 centi 𝑐 10 mili 𝑚 10 micro μ 10 nano 𝑛 10 Conversões Apenas grandezas com as mesmas unidades podem ser somadas ou subtraídas para unidades diferentes, precisamos realizar conversões. Exemplo: 100 𝑘𝑚/ℎ para 𝑚/𝑠. Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Regra de três simples! 𝑘𝑚/ℎ 𝑚/𝑠 𝑥 = 100 1000 3600 𝑥 = 100 1 3,6 𝑥 ≈ 27,8 𝑚/𝑠 1 1000/3600 100 𝑥 Arredondamento – Método simples Em linhas gerais para arredondar um número para o número de máquina mais próximo devemos apenas observar o primeiro dígito a ser descartado: • se este dígito é menor que 5 mantemos os dígitos inalterados; • se este dígito é maior ou igual a 5 devemos somar 1 ao último dígito que restou. Exemplos: Reescreva os números abaixo na notação científica considerando duas casas decimais: • 𝜋 = 3,1415 … • 𝑒 = 2,7182 … 𝜋 = 3,14 𝑒 = 2,72 Grandezas escalares Descritas completamente por apenas um valor numérico e uma unidade massa (𝑚), tempo (𝑡), temperatura (𝑇). direção e sentido!Grandezas vetoriais Descritas por um vetor valor numérico e orientação espacial velocidade (𝑣), deslocamento (𝑠), força (�⃗�). Vetor Representação gráfica 𝑉 = 𝑉 módulo valor numérico que quantifica a grandeza. 𝜃 direção indica a linha sobre a qual o vetor está orientado horizontal, vertical, norte-sul, leste-oeste ângulo... ± sentido expressa a orientação do vetor sobre sua direção direita ou esquerda, para cima ou para baixo... 𝐴 𝐵 Sentido 𝜃 Direção 𝑉 = 𝐴𝐵 𝑣 = +2 𝑚/𝑠 𝑣 = −2 𝑚/𝑠 Plano cartesiano Direção horizontal (eixo 𝑥) sentido positivo para a direita (leste) e representado pelo versor �̂�, sendo que �̂� = 1. Direção vertical (eixo 𝑦) sentido positivo para cima (norte) e representado pelo versor 𝚥̂, sendo que 𝚥̂ = 1. 𝑦 𝑥 𝚥̂ 𝚤̂ Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Versores! 𝑎 𝐴 𝐵 𝑆 𝑏 𝐴 𝐵 𝑆 𝑐 𝐴 𝐵 𝑆 𝑆 = 𝑆 = 𝐴 + 𝐵 𝑆 = 7 𝑆 = 7�̂� 𝑆 = 𝑆 = 𝐴 − 𝐵 𝑆 = 1 𝑆 = 1�̂� 𝑆 = 𝑆 = 𝐴 + 𝐵 𝑆 = 4 + 3 𝑆 = 5 𝜃 = 𝑡𝑔 3 4 𝜃 = 36,9° 𝑆 = 𝐴 + 𝐵 𝐴 = 𝐴 = 4 𝐵 = 𝐵 = 3 𝜃 Sentido nordeste Soma vetorial – Regra do paralelogramo 𝑆 = 𝐴 + 𝐵 𝐴 𝐵 𝑆𝐵 𝐴 𝜃 Decomposição de vetores 𝐴 = 𝐴 + 𝐴 𝜃 𝐴 𝑥 𝑦 𝐴 𝐴 �̂� 𝚥̂ 𝐴 = 𝑎 �̂� + 𝑎 𝚥̂ 𝜃 𝑎 𝑎 𝐴 𝑎 = 𝐴 𝑐𝑜𝑠 𝜃 𝑎 = 5 cos 37° = 4 𝑎 = 𝐴 𝑠𝑒𝑛 𝜃 𝑎 = 5 𝑠𝑒𝑛 37° = 3 𝐴 = 4�̂� + 3𝚥̂ 𝐴 = 5 𝜃 = 37° https://cutt.ly/GKZAB2n Conceitos Grandezas da Cinemática CINEMÁTICA Estuda o movimento, sem levar em consideração as forças atuantes e a massa do corpo. Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Grandezas físicas escalares e vetoriais! Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Referencial inercial Permite posicionar um objeto a partir de um ponto de origem! Objeto ponto material ou partícula! Sistema de coordenadas retangulares!!! Fonte: a autora. Vale a lei da inércia. Trajetória de um corpo Representação do percurso de um corpo de acordo com o sistema de coordenadas escolhido. (1) Um carro movimentando-se em uma estrada que não faz curvas percorre uma trajetória retilínea; (2) Ao amarrarmos uma bolinha em uma corda e começarmos a girá-la trajetória circular. Fontes: https://cutt.ly/Bk3YiOq, https://cutt.ly/rk3UWPY, https://cutt.ly/Ek3IwBB Trajetória retilínea Movimento retilíneo é aquele com trajetória em linha reta o corpo em movimento pode apenas ir ou voltar em sua trajetória. Quando falamos em movimento retilíneo desconsideramos nesse momento o formato da trajetória, pois nosso objetivo é estudar como as grandezas podem ser utilizadas para descrever um movimento, independentemente da trajetória percorrida. Posição (𝑠) e deslocamento (∆𝑠) de um objeto A posição é descrita por um vetor que parte da origem do sistema de coordenadas e chega até o ponto que desejamos localizar no espaço. 0 𝑠 𝑡 𝑠 𝑡 𝑠 𝑠 ∆𝑠 ∆𝑠 = 𝑠 − 𝑠 ∆𝑡 = 𝑡 − 𝑡 𝑠 = 𝑚 𝑡 = 𝑠 Velocidade média Razão entre o deslocamento (∆𝑠) e o intervalo de tempo (∆𝑡) durante o qual esse deslocamento ocorreu. �⃗� = ∆𝑠 ∆𝑡 𝑣 = 𝑚/𝑠 Velocidade instantânea Velocidade em um dado instante (simplesmente velocidade). �⃗� = 𝑑𝑠 𝑑𝑡 Se você recebe uma multa por excesso de velocidade, o que o guarda de trânsito escreve no formulário? Fonte: https://bit.ly/314iUJNFonte: https://bit.ly/2M67gcZ 𝑥 𝑦 0 𝑠 = 0 𝑡 = 0 𝑠 = 850 𝑚 𝑡 = 15 𝑚𝑖𝑛 ∆𝑠 = 𝑠 − 𝑠 = 850 − 0 = 850 𝑚 ∆𝑡 = 𝑡 − 𝑡 = 15 − 0 = 15 60 = 900 𝑠 𝑣 = ∆𝑠 ∆𝑡 = 850 900 = 0,9 𝑚/𝑠 850 𝑚 15 𝑚𝑖𝑛 280 𝑚 1,0 𝑚/𝑠 500 𝑚 0,8 𝑚/𝑠 Variação de velocidade A velocidade também pode variar: 0 𝑠 𝑡 𝑠 𝑡 𝑣 𝑣 ∆�⃗� = �⃗� − �⃗� Aceleração média Para dar significado à variação da velocidade representa o quanto a velocidade varia a cada unidade de tempo. 𝑎 = 𝑚/𝑠 �⃗� = ∆�⃗� ∆𝑡 Aceleração instantânea Aceleração em um dado instante (simplesmente aceleração). �⃗� = 𝑑�⃗� 𝑑𝑡 = 𝑑 𝑠 𝑑𝑡 Resolução da SP Desenvolvendo um mapa da sua escola VOCÊ PROFESSOR DE FÍSICA Imagine que você é um professor de uma escola tradicional que pretende melhorar a introdução dos conceitos de cinemática para os alunos da 1ª série do ensino médio. Proposta: Fazer um passeio pelo ambiente escolar e, utilizando conceitos da cinemática, realizar a medida de algumas grandezas. (1) Velocidade média para uma pessoa andando calmamente Após marcar uma distância de 20 𝑚 no chão, você caminha por ela, tentando manter a velocidade constante, e marca o tempo de 4 𝑠. Logo: 𝑣 = ∆𝑠 ∆𝑡 = 20 4 𝑣 = 5 𝑚/𝑠 (2) Origem do sistema de coordenadas e pontos estratégicos 𝑥 𝑦 Caixa d’água Fonte: https://shutr.bz/2kjdHym ∆𝑡 = 15 𝑠 (3) Distância caixa d’água-prédio da escola 𝑣 = 5 𝑚/𝑠 ∆𝑡 = 15 𝑠 𝑥 = 𝑣 𝑡 𝑥 = 5 15 𝑥 = 75 𝑚 (4) Distância caixa d’água-quadra 𝑣 = 5 𝑚/𝑠 ∆𝑡 = 10 𝑠 𝑥 = 𝑣 𝑡 𝑥 = 5 10 𝑥 = 50 𝑚 (5) Dimensões e área do terreno da escola ∆𝑡 = 16 𝑠 ∆𝑡 = 10 𝑠 𝑥 𝑦 𝑥 = 𝑣 𝑡 𝑥 = 5 16 𝑥 = 80 𝑚 𝑦 = 𝑣 𝑡 𝑦 = 5 10 𝑦 = 50 𝑚 𝐴 = 𝑥. 𝑦 𝐴 = 80 50 𝐴 = 4.000 𝑚 𝑣 = 5 𝑚/𝑠 Conceitos Movimento retilíneo uniforme e uniformemente variado EQUAÇÕES HORÁRIAS Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Para prever como será o comportamento da posição como função do tempo é necessário conhecer as equações de movimento do corpo. Movimento retilíneo uniforme O vetor velocidade do corpo é mantido constante durante toda a trajetória o vetor aceleração tem módulo zero. 0 𝑠, 𝑡𝑠 , 𝑡 𝑣𝑣 𝑠 𝑡 = 𝑠 + 𝑣𝑡 𝑠 𝑡 𝑠 𝑠 𝑣 𝑡 𝑠 𝑡 𝑣 𝑡 Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑣 > 0 𝑣 < 0 𝑠 𝑡 = 𝑠 + 𝑣𝑡 Movimento Progressivo Movimento Retrógrado MRU 𝑠 = 5 + 10𝑡 𝒕 𝒔 𝒔 𝒎 0 1 2 3 4 5 𝒔 𝒎 5 + 10. (0) 5 + 10. (1) 5 + 10. (2) 5 + 10. (3) 5 + 10. (4) 5 + 10. (5) 𝒔 𝒎 5 + 10. (0) 5 5 + 10. (1) 15 5 + 10. (2) 25 5 + 10. (3) 35 5 + 10. (4) 45 5 + 10. (5) 55 𝑠 = 5 𝑚 𝑣 = 10 𝑚/𝑠 0 10 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4 5 6 s (m ) t (s) MRU 𝑠 = 10 − 2𝑡 𝒕 𝒔 𝒔 𝒎 0 1 2 3 4 5 𝒔 𝒎 10 − 2. (0) 10 − 2. (1) 10 − 2. (2) 10 − 2. (3) 10 − 2. (4) 10 − 2. (5) 𝒔 𝒎 10 − 2. (0) 10 10 − 2. (1) 8 10 − 2. (2) 6 10 − 2. (3) 4 10 − 2. (4) 2 10 − 2. (5) 0 𝑠 = 10 𝑚 𝑣 = −2 𝑚/𝑠 0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 5 6 s (m ) t (s) Considerações Até o momento, foram desconsideradas as pequenas acelerações iniciais e finais quando o movimento se inicia e se encerra. Mesmo que analisemos apenas o movimento de um corpo com velocidade constante ele esteve inicialmente em repouso, desenvolvendo uma aceleração para iniciar seu movimento, ainda que em um pequeno intervalo de tempo. O mesmo ocorre quando o corpo entra em repouso. 0 𝑠, 𝑡𝑠 , 𝑡 Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) O módulo do vetor velocidade do corpo varia com o tempo durante toda a trajetória o vetor aceleração tem módulo diferente de zero, mas é constante. 𝑣 𝑣 𝑣 𝑡 = 𝑣 + 𝑎𝑡 𝑠 𝑡 = 𝑠 + 𝑣 𝑡 + 1 2 𝑎𝑡 �⃗� 𝑣 𝑣 𝑡 = 𝑠′ 𝑡 𝑆 𝑡 = 𝑣 𝑡 𝑑𝑡 𝑠 𝑡 𝑠 𝑠 𝑎 𝑡 𝑠 𝑡 𝑎 𝑡 𝑎 > 0 𝑎 < 0 Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑠 𝑡 = 𝑠 + 𝑣 𝑡 + 1 2 𝑎𝑡 𝑣 𝑡 𝑣 𝑣 𝑎 𝑡 𝑣 𝑡 𝑎 𝑡 𝑎 > 0 𝑎 < 0 Movimento Acelerado Movimento Retardado Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑣 𝑡 = 𝑣 + 𝑎𝑡 𝑣 = 𝑣 + 2𝑎∆𝑠 MRUV – Equação de Torricelli Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Independe do tempo! Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Queda livre Aceleração da gravidade aceleração a que todos os corpos são submetidos ao serem liberados na proximidade da superfície da Terra. Grandeza vetorial vertical e orientada para o centro da Terra. �⃗� 𝑔 ≅ 9,8 𝑚/𝑠 𝑦 �⃗� = 0 �⃗� �⃗� 𝑦 = 0 ℎ ℎ = ∆𝑦 Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑣 = 𝑣 + 𝑔𝑡 𝑦 = 𝑦 + 𝑣 𝑡 + 1 2 𝑔𝑡 𝑣 = 𝑣 + 2𝑔∆𝑦 𝑠𝑜𝑙𝑜 Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑣 = 9,8𝑡 ℎ = 4,9𝑡 𝑣 = 1,96ℎ Fonte: https://bit.ly/2lLms4G Qual a dependência entre as equações da queda livre e a massa do objeto? Resolução da SP Obtendo 𝑔 através de um experimento de queda livre Vamos obter a aceleração da gravidade utilizando o movimento de queda livre? Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW VOCÊ PROFESSOR DE FÍSICA Você, no papel de um professor de uma escola com poucos recursos de laboratório, optou por fazer com os alunos um experimento de queda livre que necessita apenas de uma trena, um cronômetro e uma bolinha. A proposta é obter um valor aproximado para a aceleração da gravidade. 𝑠 = 0 𝑡 = 0 �⃗� = 0 �⃗� �⃗� 𝑠 ℎ Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑣 = 𝑔𝑡 ℎ = 𝑠 − 𝑠 = 1 2 𝑔𝑡 𝑣 = 2𝑔ℎ Solução Problema ℎ = 1 2 𝑔𝑡 𝑡 = 𝑇 ℎ = 1 2 𝑔𝑇 Gráfico: Parábola Gráfico: Reta 𝑔/2 coeficiente angular da reta Tarefas (1) Medir diferentes tempos (cronômetro) de queda para certos valores de altura (trena); (2) Gerar um gráfico ℎ × 𝑇; (3) Ajustar uma reta aos dados coletados; (4) Calcular o valor de 𝑔 e compará-lo ao valor de referência 9,8 𝑚/𝑠 . Gráfico ℎ × 𝑇 – Dados experimentais Dados coletados 𝒉 (𝒎) 𝒕 𝒔 𝑻 𝒔𝟐 5,0 0,91 0,83 3,0 0,73 0,53 1,0 0,39 0,15 0,5 0,33 0,11 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 h (m ) T (s2) Gráfico ℎ × 𝑇 – Ajuste linear 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 h (m ) T (s2) ℎ = 6,03 𝑇 − 0,07 Cálculo da aceleração da gravidade ℎ = 6,03 𝑇 − 0,07 𝑔 2 = 6,03 𝑔 = 12,06 𝑚/𝑠 Fonte: https://bit.ly/2zx8g2x ≅ 123% Fonte: https://cutt.ly/yLzSfmK Lançamento vertical Há duas fases de movimento: o de subida e o de descida. Fonte: https://bit.ly/2lRoDn2 Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Cuidado com a orientação dos vetores envolvidos no problema!!! �⃗� = 0 𝑦 = 0 �⃗� ℎ �⃗� Movimento Retardado 𝑦 Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑣 = 𝑣 − 𝑔𝑡 𝑦 = 𝑦 + 𝑣 𝑡 − 1 2 𝑔𝑡 𝑣 = 𝑣 − 2𝑔∆𝑦 𝑦 = 0 𝑦 �⃗� = 0 �⃗� ℎ �⃗� Movimento Acelerado Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑣 = 𝑣 + 𝑔𝑡 𝑦 = 𝑦 + 𝑣 𝑡 − 1 2 𝑔𝑡 𝑣 = 𝑣 − 2𝑔∆𝑦 Conceitos Movimento oblíquo e movimento circular uniforme Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Lançamento de projétil – Movimentos bidimensionais Temos a liberdade de lançar um corpo no ar com uma velocidade em qualquer direção espacial (𝜃)!!! 𝑦 𝑥 𝜃 𝑣 𝑣 𝑣 𝑣 = 𝑣 �̂� + 𝑣 𝚥̂ 𝑣 = 𝑣 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑣 = 𝑣 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝜃 𝑣 𝑣 𝑣 𝑣 = 𝑣 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝚤̂ + 𝑣 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝚥̂ 𝑦 𝑥 ℎ 𝑣 = 0 �⃗� 𝑣 𝑣 MRU M RU V 𝑦 𝑥 𝑣 𝑣 MRU M RU V ℎ 𝑣 = 0 �⃗� É possível discutir o lançamento como uma composição do MRU com o MRUV da queda na vertical, sob a ação da gravidade. Princípio de independência dos eixos de Galileu Galilei! 𝑦 𝑥 𝑣 𝑣 MRU M RU V ℎ 𝑣 = 0 𝑥 𝑡 = 𝑥 + 𝑣 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑡 𝑦 𝑡 = 𝑦 + 𝑣 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑡 − 1 2 𝑔𝑡 𝑣 𝑡 = 𝑣 𝑠𝑒𝑛𝜃 − 𝑔𝑡 𝑣 = 𝑣 𝑠𝑒𝑛𝜃 − 2𝑔∆𝑦 ℎ = 𝑣 𝑠𝑒𝑛𝜃 2g 𝑠 = 𝑥 𝑡 𝚤̂ + 𝑦 𝑡 𝚥̂ Alcances de projéteis disparados com a mesma rapidez e diferentes ângulos de lançamento. 𝐴 = 𝑣 𝑠𝑒𝑛2𝜃 𝑔 Fonte: https://bit.ly/2lNSE7k Resolução da SP Lançamento de projétil Uma jogadora de basquete joga uma bola obliquamente para cima com velocidade de módulo 8,0 𝑚/𝑠. A velocidade forma um ângulo de 60° coma horizontal. O arremesso é tão perfeito que a atleta faz a cesta sem que a bola toque no aro. Desprezando a resistência do ar, assinale a(s) proposição(ões) verdadeira(s). I. O tempo gasto pela bola para alcançar o ponto mais alto da sua trajetória é de 0,5 𝑠. II. O módulo da velocidade da bola, no ponto mais alto da sua trajetória, é igual a 4,0 𝑚/𝑠. III. A altura que a bola atinge, acima do ponto de lançamento, é de 1,8 𝑚. 𝑣 = 8 𝑚/𝑠 𝑣 = 𝑣 𝑐𝑜𝑠𝜃 𝑣 = 8 𝑐𝑜𝑠 60 𝑣 = 4 𝑚/𝑠 𝑣 = 𝑣 𝑠𝑒𝑛𝜃 𝑣 = 8 𝑠𝑒𝑛 60 𝑣 = 6,9 𝑚/𝑠 �⃗� Fonte: https://cutt.ly/4LxfuP2 �⃗� = �⃗� 60° �⃗� �⃗� Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW 𝑥 = 4,0𝑡 𝑦 = 6,9𝑡 − 4,9𝑡 𝑣 = 6,9 − 9,8𝑡 I. O tempo gasto pela bola para alcançar o ponto mais alto da sua trajetória é de 0,5 𝑠. 𝑣 = 6,9 − 9,8𝑡 𝑣 = 0 0 = 6,9 − 9,8𝑡 𝑡 = 6,9 9,8 𝑡 = 0,7 𝑠 II. O módulo da velocidade da bola, no ponto mais alto da sua trajetória, é igual a 4,0 𝑚/𝑠. 𝑣 = 4 𝑚/𝑠 𝑣 = 0 𝑚/𝑠 𝑣 = 4 𝑚/𝑠 Falsa Verdadeira III. A altura que a bola atinge, acima do ponto de lançamento, é de 1,8 𝑚. 𝑡 = 0,7 𝑠 𝑦 = 6,9𝑡 − 4,9𝑡 𝑦 = 6,9 0,7 − 4,9 0,7 𝑦 = 4,8 − 2,4 𝑦 = 2,4 𝑚 Falsa Movimento circular uniforme Quando um objeto percorre uma trajetória cujo formato é uma circunferência, ou parte de uma circunferência. O módulo da velocidade deste objeto é constante o vetor velocidade muda continuamente a direção e o sentido do movimento se alteram. 𝑦 𝑥 𝜃 𝑡 𝑅 Fonte: https://cutt.ly/QfFlEPW Coordenadas polares! Parâmetros 𝑇 período (𝑠); 𝑓 frequência (𝐻𝑧); ∆𝜃 deslocamento angular (𝑟𝑎𝑑); 𝜔 velocidade angular (𝑟𝑎𝑑/𝑠); 𝑣 velocidade linear (𝑚/𝑠); 𝑎 aceleração centrípeta (𝑚/𝑠 ). 𝑦 𝑥 �⃗� �⃗� �⃗� �⃗� 𝑣 𝑣 𝑣 𝑣 𝑣 �⃗� 𝑓 = 𝑛 ∆𝑡 𝑓 = 1 𝑇 ∆𝜃 = 𝜃 − 𝜃 𝑣 = 𝜔𝑅 𝑎 = 𝜔 𝑅 𝑎 = 𝑣 𝑅 𝜔 = ∆𝜃 ∆𝑡 𝜔 = 2𝜋𝑓 𝜔 = 2𝜋 𝑇 Exemplo Um satélite move-se com velocidade constante em uma órbita circular em torno do centro da Terra e próximo à sua superfície. Se sua aceleração da gravidade é 9,81𝑚/𝑠2, determine sua velocidade. Considere o raio da Terra igual a 6370 𝑘𝑚. 𝑎 = 𝑣 𝑟 𝑣 = 𝑔𝑟 = 𝑔 𝑣 = 9,81 6370 × 10 𝑣 = 6,25 × 10 𝑣 = 7,91 × 10 𝑚/𝑠 Conceitos Recapitulando C IN EM Á TI C A – M R U E M R U V GRANDEZAS FÍSICAS GRANDEZAS DA CINEMÁTICA MRU E MRUV QUEDA LIVRE MOVIMENTO DE PROJÉTIL MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME https://phet.colorado.edu/pt_BR/ Física Geral Cinemática Prof. Dra. Jenai O Cazetta