PORTFOLIO FISICA CINEMATICA E DINAMICA 2020

Prévia do material em texto

.............................................................................................................................................
ENGENHARIA CIVIL - GRADUAÇÃO
VAILTON VLADEMIR SORDI – RA 521702018
PORTFÓLIO
.................................................................................................................................
NOVA ANDRADINA
2020
.................................................................................................................................
VAILTON VLADEMIR SORDI
PORTFÓLIO
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Faculdade ENIAC para a disciplina de Fisica Cinemática e Dinâmica.
Prof. DANIELLY ARCINI DE SOUZA
....................................................................................................................
NOVA ANDRADINA
2020
QUESTÕES PROPOSTAS
Assunto 01 - Cinemática da Partícula: Movimento em Uma Dimensão – Movimento Retilíneo Uniforme - MRU
Um exemplo de movimento no qual pode ser indesejável que a velocidade se mantenha constante é o processo de aquaplanagem que um carro pode sofrer por estar com pneus velhos passando em alguma estrada coberta com água. Nesta situação, o carro pode não conseguir frear e acidentes podem ocorrer.
Suponha que você se encontra em um carro com velocidade v1 que começa a aquaplanar em uma estrada retilínea e não desacelera. A uma distância d = 300 m à sua frente se encontra um outro veículo, se movendo com velocidade v2 = 90 km/h. Considere que sua velocidade é mais alta e que o outro veículo só poderá desviar a uma distância H = 2 km do ponto onde você está.
Qual o maior valor da velocidade v1 possível para que os dois veículos não colidam antes do desvio? 
Resposta: 
A maior velocidade para que os dois veículos não se colidam antes do desvio será de 29,41m/s
Assunto 02 - Cinemática da Partícula: Movimento em Uma Dimensão – Movimento Retilíneo Uniformemente Variado - MRUV
A velocidade de um carro é 108 km/h numa estrada onde a velocidade máxima permitida é 110 km/h. Num trecho retilíneo, ao passar por uma placa onde se lê “ponte sobre o rio X a 100 m”, o motorista percebe que, devido a uma inundação, a ponte caiu, e aciona fortemente o freio.
Qual o menor valor da desaceleração necessária para que o veículo não caia no rio X?
Resposta:
a= -4,5m/s^2 Explicação: V= 108km\h Vf= 0 S=100m A=? 
Primeiro temos que converter a velocidade 108km/h = 30m/s 
Após isso aplicamos a formula de Torricelli 
V^2=Vo^2+2.a.S 0=30^2+2.a.100 0=900+200a -900=200a a=-900/200 a= -4,5m/s^2
Assunto 03 - Cinemática da Partícula: Movimento em Duas Dimensões
Gaviões são aves de rapina com uma excelente visão e domínio de movimentação no espaço tridimensional em que vivem. Um certo gavião, que pode atingir velocidades de até 60 m/s, transporta uma presa voando horizontalmente a uma altura h1 = 900 m do solo. Suponha que a presa consegue se desvencilhar e cair, enquanto o gavião segue movendo-se com a velocidade V0 = 10 m/s. Após um intervalo de tempo Δt = 7 s o gavião observa a posição da presa e decide se deve ou não partir numa trajetória retilínea para recaptura-la. Considerando que o gavião pode interceptar a presa até uma altura h3 = 5 m do solo, verifique se o gavião deve ou não tentar a investida.
Despreze a resistência do ar.
Resposta:
Para isso, vamos verificar quantos metros o gavião andará a frente e quantos metros a rato cairá: A distância máxima entre o gavião e o chão é 897,73 metros
 O tempo para a rato atingir o solo é de 11,04 segundos 
 Caso a ave voe a 60 m\s (máxima), o tempo até o solo será de 14,96 segundos portanto não chega a tempo de pegar o rato antes de tocar o chão.
Assunto 04 - Cinemática da partícula: queda livre - lançamento vertical para baixo - gráficos do movimento
Você sabia que os asteroides são uma ameaça à vida na Terra?
Calcule uma estimativa de velocidade de colisão desse objeto, considerando as seguintes aproximações:
- Vácuo (a maior parte do trajeto é no vácuo).
- Sem interferência gravitacional de demais corpos (o asteroide poderia estar iniciando o movimento longe da lua, com ângulo oposto).
- a = g = aceleração da gravidade = 0.166 m/s2 (aceleração média do percurso).
- Distância inicial = distância da lua à Terra.
- Distância final = raio da Terra.
Com essas condições, qual é a velocidade final mínima perpendicular à superfície da Terra, de um asteroide que colide com o planeta?
Resposta:
Pela equação de Torricelli: 
V²= V²₀ + 2a(X-X₀) V²= 0² + 2 X 0,166 X ( 384 403 000- 6 371 000) V = 11 202 m/s 
Assunto 05 - Os princípios da dinâmica: Leis de Newton
João está viajando de carro em uma autoestrada confortavelmente sentado no banco do passageiro do carro. O motorista, seu amigo Antônio, dirige o carro numa longa reta com uma velocidade aproximadamente constante de 110 km/h. João relaxa e está quase adormecendo. Subitamente o motorista avista um animal atravessando a pista e freia o carro bruscamente. João acorda sentindo uma forte impulsão em direção ao painel do carro. Felizmente o cinto de segurança o impede de ser jogado contra o painel do carro ou mesmo de ser arremessado para fora pelo para-brisa.
Em seguida, Antônio volta a acelerar o carro. João sente o seu corpo empurrando o encosto do banco do carro para trás. Mas ao mesmo tempo o encosto do banco o empurra para frente com uma força igual. Apesar de estas forças serem iguais em módulo, mas em sentidos opostos, João é acelerado para frente juntamente com o carro.
O carro acelerou do repouso até alcançar a velocidade de 110 km/h em aproximadamente 6,3 segundos. João teve a sensação de que a força que o encosto do banco exerceu sobre ele neste intervalo de tempo foi aproximadamente igual à metade do seu peso.
a) Por que João tem a sensação de ser impulsionado contra o painel do carro quando este freia?
b) Por que mesmo sendo iguais em módulo e com sentidos opostos as forças de interação entre o encosto do banco e o corpo de João resultam na aceleração dele?
c) Sabendo que a massa de João é de 70 kg, compare a força média que o encosto do banco exerceu sobre o corpo do João enquanto o carro estava acelerando de 0 a 110 km/h com o peso do João.
Resposta:
Resposta letra a) Uma das leis da Física mais conhecidas é a “lei da inércia”. De acordo com a lei da inércia, se um corpo não recebe nenhuma força, ele está em repouso ou em movimento retilíneo com velocidade constante. Abordar a lei da inércia em um caso geral é uma tarefa muito ampla, mas é necessário entender este princípio da Física em um dos ambientes mais usados na atualidade, o carro. O entendimento da lei da inércia no contexto dos carros é uma questão de vida ou morte. Os ocupantes de um carro só entrarão em movimento com a aplicação de uma força. Quando um carro se move, os ocupantes recebem uma força dos bancos onde estão sentados. Através desta força, os ocupantes adquirem a mesma velocidade do carro. Depois disso, pela lei da inércia, os ocupantes ficam com velocidade constante, movendo-se em linha reta. Caso o carro fique com velocidade constante em linha reta, os ocupantes continuarão se movendo com o veículo. Mas se o carro aumentar de velocidade novamente, os bancos aplicarão força nos ocupantes e estes acelerarão outra vez.
 Resposta letra b) Más o que acontece se a velocidade do carro diminui? Pela lei da inércia, caso nenhuma força seja aplicada, os ocupantes continuarão com em movimento retilíneo com velocidade constante. Com isso, a freada de um veículo arremessa os ocupantes para a frente. Eles podem chocar-se contra o vidro dianteiro, contra o painel do carro ou até serem ejetados para fora do veículo. Os ocupantes sentados atrás podem ainda bater nos bancos dianteiros. O choque com outros corpos após a freada corresponde a uma força que parará os ocupantes. Tal choque pode provocar desde pequenas lesões até a morte. Então é importante parar os ocupantes do carro antes que eles entrem em contato com a parte frontal do carro. 
Resposta da letra c) Nem sempre essa força é suficiente para protegeros ocupantes. Por exemplo, se um carro freia a 100km/h, o ocupante fica com esta velocidade em linha reta até que uma força o pare. Dificilmente a força dos braços é suficiente para parar o próprio corpo a 100km/h. A força que o encosto do banco exerce é de 70kg.
Assunto 06 - Aplicações das Leis de Newton
A máquina de Atwood é um sistema de duas massas conectadas por duas cordas e sujeitas à ação da força da gravidade. Este sistema pode ser utilizado para retardar a queda de uma das massas, como sugere a figura a seguir:
Sabendo que m1 = 1,5m2 e que m2 = 2kg, determine a tensão na corda
Resposta:
A tensão na corda equivale a 17,14 Newons. Isolando o corpo de massa igual a 1,5 kg, teremos a tensão na corda e a força peso agindo sobre o mesmo.
T - Peso = Fr T - mg = ma T - 1,5. 10 = 1,5a T - 15 = 1,5a T = 1,5a + 15 
Isolando o corpo de massa igual a 2 kg, teremos a tensão na corda e a força peso agindo sobre o mesmo Peso - T = Fr mg - T = ma 2. 10 - T = 2a 20 - T = 2a 
Substituindo o valor de T-20 - (1,5a + 15) = 2a 5 = 3,5a a = 1,43 m/s² 
Calculando a tração- T = 1,5a + 15 T = 17,14 N