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LANÇAMENTO OBLÍQUO O lançamento oblíquo ou de projétil é um movimento realizado por um objeto que é lançado na diagonal. O lançamento obliquo é resultante da composição de DOIS MOVIMENTOS, realizados simultaneamente, na direção vertical Y, e na direção horizontal X. Esse tipo de movimento realiza uma trajetória parabólica, unindo movimentos na vertical (sobe e desce) e na horizontal. Assim, o objeto arremessado forma um ângulo (θ) entre 0° e 90° em relação a horizontal. O objeto é lançado com uma velocidade inicial (v0) e está sob a ação da força da gravidade (g). A velocidade vertical é indicado por vY, enquanto a horizontal é vX. A posição inicial (s0) indica o local onde tem início o lançamento. A posição final (sf) indica o final do lançamento, ou seja, o local onde o objeto cessa o movimento parabólico. Na direção vertical ele realiza um Movimento Uniformemente Variado (MUV). Já na posição horizontal, o Movimento Retilíneo Uniforme (MRU). Como exemplos de lançamento oblíquo podemos citar: o chute de um futebolista, um atleta de salto à distância ou ainda, a trajetória realizada por uma bola de golfe. Componente da velocidade inicial de um lançamento obliquo: https://www.todamateria.com.br/forca-gravitacional/ https://www.todamateria.com.br/forca-gravitacional/ 𝑽𝟎 𝟐 = 𝑽𝟎𝒙 𝟐 + 𝑽𝟎𝒚 𝟐 𝑉0𝑦 = 𝑉0 . 𝑠𝑒𝑛 ∝ 𝑉0𝑥 = 𝑉0 . 𝑐𝑜𝑠 ∝ O intervalo de tempo na subida é igual ao intervalo de tempo na descida até o nível do lançamento uma vez que a aceleração que freia o corpo durante a subida é a mesma que o acelera na descida ao longo do mesmo espaço percorrido. No ponto de altura máxima Ymáx o módulo da componente vertical é nula (Vy = 0), já a componente horizontal é constante e desconsidera a resistência do ar. A altura máxima alcançada pelo móvel será tanto maior quanto for o ângulo de lançamento. A distância horizontal entre o ponto de lançamento e o ponto de queda do corpo, denominada alcance, é máxima quando o ângulo de lançamento for igual a 45°. Cálculo do lançamento oblíquo do movimento realizado na horizontal (nesse caso o corpo não sofre aceleração da gravidade): S = S0 + Vx . t X = 0 + Vxo.t X = Vxo.t Onde, S: posição S0: posição inicial V: velocidade t: tempo Cálculo do lançamento oblíquo do movimento realizado na vertical: Lançamento oblíquo no sentido vertical, utiliza-se a fórmula da Equação de Torricelli: https://www.todamateria.com.br/equacao-de-torricelli/ https://www.todamateria.com.br/equacao-de-torricelli/ Onde, v: velocidade final v0: velocidade inicial a: aceleração da gravidade ΔS: variação de deslocamento do corpo Função horária de acordo com a MUV: FÓRMULAS: Cálculo da altura decorrente do ângulo formado (altura máxima atingida pelo objeto): Onde: H: altura máxima v0: velocidade inicial sen θ: ângulo realizado pelo objeto g: aceleração da gravidade Cálculo o alcance máximo horizontal do objeto: Onde, A: alcance do objeto na horizontal v: velocidade do objeto cos θ: ângulo realizado pelo objeto t: tempo No estudo do lançamento vertical (queda livre), o tempo de subida (tS) até a altura máxima para um objeto em movimento ascendente é dado pela razão da velocidade no eixo y com a aceleração da gravidade. Sendo assim, podemos escrever: Uma vez que o objeto retorna ao solo, o valor a ser considerado é o dobro do tempo de subida. Assim, podemos escrever: EXERCÍCIOS 1) Nos Jogos Olímpicos um atleta lança um dardo com velocidade inicial de 30 m/s, formando um ângulo de 45° com a horizontal. Desprezando-se o atrito do ar e adotando g = 10 m/s2 e sen 45° = cos 45° = 0,7, pede-se: a) o módulo da velocidade do dardo no instante t = 2 s; b) a posição do dardo no instante t = 2 s. 2 ) Um atirador aponta seu rifle para um objeto fixo. No exato momento do disparo, o objeto inicia seu movimento de queda. Desprezando a resistência do ar, verifique se o projétil lançado pelo rifle encontra o objeto. Dados: g = 10 m/s2; v0 = 200 m/s e sen α = 0,60 e cos α = 0,80. 3) Um canhão dispara uma bala com velocidade inicial igual a 500m/s (em módulo), a 45° com a horizontal. Desprezando o atrito e considerando g = 10m/s², determine o alcance máximo horizontal da bala. 4) Em um planeta X, uma pessoa descobre que pode pular uma distância horizontal máxima de 20,0 m se sua velocidade escalar inicial for de 4,0 m/s. Nessas condições, a aceleração de queda livre no planeta X, em 10–1 m/s2, é igual a a) 10,0 b) 8,0 c) 6,0 d) 4,0 e) 2,0 https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/lancamento-vertical-para-cima.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/movimento-queda-livre-lancamento-vertical.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/movimento-queda-livre-lancamento-vertical.htm LANÇAMENTO HORIZONTAL O lançamento horizontal é um movimento realizado por um objeto que fora arremessado. O ângulo de lançamento é nulo e a velocidade inicial (v0) é constante. O movimento de queda livre é um movimento que possui ação da gravidade e aceleração constante. Ele é chamado de movimento uniformemente variado (MUV). O movimento horizontal realizado pelo objeto é chamado de movimento uniforme (MU) e não possui aceleração. Fórmulas Para calcular o movimento realizado pelo lançamento horizontal, utiliza-se a fórmula: x = x0 + v0t Por sua vez, se necessitamos calcular esse movimento em relação à queda livre, utilizamos a fórmula: y = gt2/2 Obs.: No movimento horizontal trabalhamos com dois eixos, onde o x é o movimento realizado para a direita; e o y o movimento para baixo. Sendo assim, de acordo com o eixo x o movimento é horizontal uniforme com velocidade constante. Já no eixo y, o movimento é vertical e uniformemente variado com velocidade inicial igual a zero (v=0). Vale lembrar que na queda livre, o corpo está sujeito à aceleração da gravidade. EXERCICIO 1)Três pedras são atiradas horizontalmente, do alto de um edifício, tendo suas trajetórias representadas a seguir. Admitindo-se a resistência do ar desprezível, é correto afirmar que, durante a queda, as pedras possuem a) acelerações diferentes. b) tempos de queda diferentes. c) componentes horizontais das velocidades constantes. d) componentes verticais das velocidades diferentes, a uma mesma altura. 2) Considere uma pedra sendo lançada horizontalmente do alto de um edifício de 125,0 m de altura, em um local onde o módulo da aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2 e tendo um alcance horizontal igual a 10,0 m. Nessas condições, conclui-se que a velocidade com que a pedra foi lançada, em m/s, é igual a: a. 2 b. 3 c. 4 d. 5 e. 6 3) Um objeto foi lançado horizontalmente do alto de um arranha-céu de 320 m de altura, com uma velocidade de 15 m/s. Determine o alcance horizontal do objeto. a) 100 m b) 120 m c) 150 m d) 130 m e) 110 m 4) Determine o alcance horizontal, em metros, de um objeto que foi lançado horizontalmente de uma certa altura, com velocidade de 10 m/s, sabendo que o tempo de queda foi de 2,5 s. a) 15 b) 20 c) 25 d) 28 e) 24 MCU - MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME é aquele em que uma partícula move-se ao longo de uma trajetória circular de raio constante. O módulo da velocidade escalar em que a partícula move-se pode ser calculado a partir do produto entre a velocidade angular (ω) e o raio da trajetória (R). A velocidade angular comumente é chamada de frequência angular e também de pulsação. Sua unidade de medida é o radiano por segundo (rad/s). A velocidade angular relaciona-se ainda com outras duas importantes grandezas para os movimentos circulares: frequência (f): A frequência, cuja unidadede medida também é o Hz, indica a quantidade de rotações que uma partícula realiza a cada segundo. período (T): período indica o tempo necessário para essa partícula percorrer uma volta completa. ACELERAÇÃO CENTRÍPETA NO MCU A fórmula utilizada para calcular o módulo da aceleração centrípeta de uma partícula em MCU é:
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