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Extensivo 2021 – Lista 3 de Física 1 – Aulas: 5 e 6. Edu Leite 1 3. Movimento Uniformemente variado 3.1 A velocidade varia com o tempo e o espaço varia com o tempo ao quadrado; 3.2 Se a aceleração centrípeta for nula, o corpo terá aceleração tangencial não nula constante igual à total e o movimento será MRUV; se a aceleração centrípeta for não nula e a tangencial não nula constante, a aceleração total do movimento será a composição vetorial das duas, e o movimento será MCUV. 3.3 Para o ponto de inversão de sentido de movimento temos que a velocidade é nula, apesar da aceleração não ser, isto é, a aceleração é constante, pois no MUV TUDO MUDA MENOS A ACELERAÇÃO!!! 3.4 Quando o corpo passa pela origem dos espaços, s = 0 e temos que resolver uma equação de segundo grau para o tempo. As duas raízes são os instantes de encontro com a origem. 3.5 Classificação dos movimentos: v+, a+: progressivo acelerado; v+, a-: progressivo retardado; v-, a-: retrógrado acelerado; v-, a+: retrógrado retardado; v cte: uniforme. Lembre-se: PARA O MOVIMENTO SER ACELERADO A ACELERAÇÃO NÃO PRECISA SER POSITIVA, MAS SIM TER O MESMO SINAL DA VELOCIDADE. 3.6 Lembrar também que, para o MUV, A VELOCIDADE MÉDIA, ALÉM DE SER O DESLOCAMENTO PELO TEMPO, É TAMBÉM A MÉDIA DAS VELOCIDADES DOS EXTREMOS DO TRECHO. 1. (Enem 2020) Você foi contratado para sincronizar os quatro semáforos de uma avenida, indicados pelas letras e conforme a figura. Os semáforos estão separados por uma distância de Segundo os dados estatísticos da companhia controladora de trânsito, um veículo, que está inicialmente parado no semáforo tipicamente parte com aceleração constante de até atingir a velocidade de e, a partir daí, prossegue com velocidade constante. Você deve ajustar os semáforos A, B e C de modo que eles mudem para a cor verde quando o veículo estiver a de cruzá-los, para que ele não tenha que reduzir a velocidade em nenhum momento. Considerando essas condições, aproximadamente quanto tempo depois da abertura do semáforo os semáforos e devem abrir, respectivamente? a) e b) e c) e d) e e) e 2. (S1 - ifce 2020) Um aluno do curso de Licenciatura em Física do IFCE estava dirigindo uma motocicleta a uma velocidade de quando acionou os freios e parou em A distância percorrida pelo motociclista nesses em m, foi a igual a a) b) c) d) e) Contato direto Contato indireto Atrito ou encaixe Correia/corrente Eixo comum Giram em rotações opostas Giram em rotações iguais 𝑣𝐴 = 𝑣𝐵 𝜛𝐴 = 𝜛𝐵 𝝕𝑨.𝑹𝑨 = 𝝕𝑩.𝑹𝑩 𝒗𝑨.𝑹𝑩 = 𝒗𝑩.𝑹𝑨 Resumo teórico – Física (Mecânica) ® Movimento Repouso REFERENCIAL VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA 𝒗𝒎 = ∆𝒔 ∆𝒕 𝑣 = 𝑚 𝑠 = 𝑘𝑚 ℎ = 𝑐𝑚 𝑠𝑒𝑚 = 𝑚𝑚 𝑎𝑛𝑜… CONVERSÃO ÷ 3,6 X 3,6 v > 0 →mov. Progressivo v < 0 →mov. Retrógrado 𝒗 = ∆𝒔 ∆𝒕 → 𝐬 = 𝒔𝟎 + 𝒗. 𝒕 ACELERAÇÃO ESCALAR MÉDIA 𝒂𝒎 = ∆𝒗 ∆𝒕 𝑎 = 𝑚/𝑠 𝑠 = 𝑚 𝑠2 CLASSIFICAÇÃO DE MOVIMENTOS MOVIMENTO Sinal de v Sinal de a Acelerado Retardado 𝐬 = 𝒔𝟎 + 𝒗𝟎. 𝒕 + 𝒂. 𝒕𝟐 𝟐 𝒗𝟐 = 𝒗𝟎𝟐 + 𝟐. 𝒂. ∆𝒔 𝒗𝒎 = ∆𝒔 ∆𝒕 = 𝒗 + 𝒗𝟎 𝟐 v = constante MUV na direção vertical 𝑣0 = 0 ou 𝑣0 ≠ 0 𝑣0 ≠ 0 𝑣 = 0 𝐻𝑚á𝑥 Queda livre: mov. acelerado DICA: use g > 0 Lançamento para cima: mov. retardado DICA: use g < 0 GRÁFICOS e propriedades MOVIMENTOS CIRCULARES 𝒂 = ∆𝒗 ∆𝒕 → 𝐯 = 𝒗𝟎 + 𝒂. 𝒕 a = constante m/s km/h CINEMÁTICA θ 𝜃 = Δ𝑠 𝑅 R 𝛉 = 𝜽𝟎 +𝝕. 𝒕M.C.U. 𝝕 = ∆𝜽 ∆𝒕 ω = 𝑟𝑎𝑑 𝑠 𝝕 = 𝟐.𝝅 𝑻 𝒗 = 𝟐.𝝅.𝑹 𝑻 𝒗 = 𝝕.𝑹 Quadro relacional MOVIMENTO linear → circular MRU → MCU 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣. 𝑡 𝜃 = 𝜃0 + 𝜛. 𝑡 MRUV MCUV 𝑣 = 𝑣0 + 𝑎. 𝑡 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣0. 𝑡 + 𝑎. 𝑡2 2 𝑣2 = 𝑣02 + 2. 𝑎. Δ𝑠 𝜛 = 𝜛0 + 𝛼. 𝑡 𝜃 = 𝜃0 + 𝜛0. 𝑡 + 𝛼. 𝑡2 2 𝜛2 = 𝜛02 + 2. 𝛼. Δ𝜃 ACOPLAMENTO DE POLIAS ou ENGRENAGENS ∆𝑠 Problemas de velocidade média ∆𝑠1 ∆𝑠2 𝑣1 𝑣2 𝒗𝟏 < 𝒗𝟐 𝑣𝑚 = ∆𝑠1 + ∆𝑠2 ∆𝑡1 + ∆𝑡2 DICA: ache as distâncias em cada trecho, fazendo ∆𝑡1 = ∆𝑡2 = 𝑡 ∆𝑠1 ∆𝑠2 𝑣1 𝑣2 DICA: ache os intervalos de tempo em cada trecho, fazendo ∆𝑠1 = ∆𝑠2 = 𝑥 Distâncias iguais Tempos iguais Problemas de encontro Começam juntos O segundo está atrasado 𝑠𝐴 = 𝑠𝐵 𝑠0𝐴 < 𝑠0𝐵 𝑡0𝐴 = 𝑡0𝐵 = 0 𝑨 𝑩 𝑩 𝑠0𝐴 = 𝑠0𝐵 𝑡0𝐵 = 0 𝑨 𝑩 𝑡0𝐴 ≠ 0 MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO (MUV) MOVIMENTO UNIFORME (MU) M.U. M.U.V. Período (T) Frequência (f) 𝑇 = 𝑠 𝑓 = 𝑠−1 = 𝐻𝑧 𝒇 = 𝑵 ∆𝒕𝒐𝒖 𝒇 = 𝟏 𝑻 Rotações iguais Rotações opostas 1º encontro no MCU (partindo da mesma posição) (∆𝛉 = 𝝕. 𝒕) ∆𝜽𝑨 = 𝟐𝝅 + ∆𝜽𝑩 ∆𝜽𝑨 + ∆𝜽𝑩 = 𝟐𝝅 𝝎𝑨. 𝒕 = 𝟐𝝅 + 𝝎𝑩. 𝒕 𝝎𝑨. 𝒕 + 𝝎𝑩. 𝒕 = 𝟐𝝅 1 Prof. Venê ™ 𝐸𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑜 𝑠𝐴 = 0 + 𝑣𝐴. 𝑡 𝑠𝐵 = 𝑠0𝐵 + 𝑣𝐵. 𝑡 𝐸𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑜 𝑠𝐵 = 0 + 𝑣𝐵. (𝑡 − 0) 𝑠𝐴 = 0 + 𝑣𝐴. (𝑡 − 𝑡0𝐴) Essa abordagem é válida para o MUV também. (𝑜𝑢 ∆𝑠 = 𝑣0. 𝑡 + 𝑎. 𝑡2 2 ) ω = constante 𝑡𝐵 > 0 (𝒐𝒖 𝝎𝑨 − 𝝎𝑩 = 𝟐𝝅 ∆𝒕𝒆 ) (𝒐𝒖 𝝎𝑨 + 𝝎𝑩 = 𝟐𝝅 ∆𝒕𝒆 ) 2019 Contato direto Contato indireto Atrito ou encaixe Correia/corrente Eixo comum Giram em rotações opostas Giram em rotações iguais 𝑣𝐴 = 𝑣𝐵 𝜛𝐴 = 𝜛𝐵 𝝕𝑨.𝑹𝑨 = 𝝕𝑩.𝑹𝑩 𝒗𝑨.𝑹𝑩 = 𝒗𝑩.𝑹𝑨 Resumo teórico – Física (Mecânica) ® Movimento Repouso REFERENCIAL VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA 𝒗𝒎 = ∆𝒔 ∆𝒕 𝑣 = 𝑚 𝑠 = 𝑘𝑚 ℎ = 𝑐𝑚 𝑠𝑒𝑚 = 𝑚𝑚 𝑎𝑛𝑜… CONVERSÃO ÷ 3,6 X 3,6 v > 0 →mov. Progressivo v < 0 →mov. Retrógrado 𝒗 = ∆𝒔 ∆𝒕 → 𝐬 = 𝒔𝟎 + 𝒗. 𝒕 ACELERAÇÃO ESCALAR MÉDIA 𝒂𝒎 = ∆𝒗 ∆𝒕 𝑎 = 𝑚/𝑠 𝑠 = 𝑚 𝑠2 CLASSIFICAÇÃO DE MOVIMENTOS MOVIMENTO Sinal de v Sinal de a Acelerado Retardado 𝐬 = 𝒔𝟎 + 𝒗𝟎. 𝒕 + 𝒂. 𝒕𝟐 𝟐 𝒗𝟐 = 𝒗𝟎𝟐 + 𝟐. 𝒂. ∆𝒔 𝒗𝒎 = ∆𝒔 ∆𝒕 = 𝒗 + 𝒗𝟎 𝟐 v = constante MUV na direção vertical 𝑣0 = 0 ou 𝑣0 ≠ 0 𝑣0 ≠ 0 𝑣 = 0 𝐻𝑚á𝑥 Queda livre: mov. acelerado DICA: use g > 0 Lançamento para cima: mov. retardado DICA: use g < 0 GRÁFICOS e propriedades MOVIMENTOS CIRCULARES 𝒂 = ∆𝒗 ∆𝒕 → 𝐯 = 𝒗𝟎 + 𝒂. 𝒕 a = constante m/s km/h CINEMÁTICA θ 𝜃 = Δ𝑠 𝑅 R 𝛉 = 𝜽𝟎 +𝝕. 𝒕M.C.U. 𝝕 = ∆𝜽 ∆𝒕 ω = 𝑟𝑎𝑑 𝑠 𝝕 = 𝟐.𝝅 𝑻 𝒗 = 𝟐.𝝅.𝑹 𝑻 𝒗 = 𝝕.𝑹 Quadro relacional MOVIMENTO linear → circular MRU → MCU 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣. 𝑡 𝜃 = 𝜃0 + 𝜛. 𝑡 MRUV MCUV 𝑣 = 𝑣0 + 𝑎. 𝑡 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣0. 𝑡 + 𝑎. 𝑡2 2 𝑣2 = 𝑣02 + 2. 𝑎. Δ𝑠 𝜛 = 𝜛0 + 𝛼. 𝑡 𝜃 = 𝜃0 + 𝜛0. 𝑡 + 𝛼. 𝑡2 2 𝜛2 = 𝜛02 + 2. 𝛼. Δ𝜃 ACOPLAMENTO DE POLIAS ou ENGRENAGENS ∆𝑠 Problemas de velocidade média ∆𝑠1 ∆𝑠2 𝑣1 𝑣2 𝒗𝟏 < 𝒗𝟐 𝑣𝑚 = ∆𝑠1 + ∆𝑠2 ∆𝑡1 + ∆𝑡2 DICA: ache as distâncias em cada trecho, fazendo ∆𝑡1 = ∆𝑡2 = 𝑡 ∆𝑠1 ∆𝑠2 𝑣1 𝑣2 DICA: ache os intervalos de tempo em cada trecho, fazendo ∆𝑠1 = ∆𝑠2 = 𝑥 Distâncias iguais Tempos iguais Problemas de encontro Começam juntos O segundo está atrasado 𝑠𝐴 = 𝑠𝐵 𝑠0𝐴 < 𝑠0𝐵 𝑡0𝐴 = 𝑡0𝐵 = 0 𝑨 𝑩 𝑩 𝑠0𝐴 = 𝑠0𝐵 𝑡0𝐵 = 0 𝑨 𝑩 𝑡0𝐴 ≠ 0 MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO (MUV) MOVIMENTO UNIFORME (MU) M.U. M.U.V. Período (T) Frequência (f) 𝑇 = 𝑠 𝑓 = 𝑠−1 = 𝐻𝑧 𝒇 = 𝑵 ∆𝒕𝒐𝒖 𝒇 = 𝟏 𝑻 Rotações iguais Rotações opostas 1º encontro no MCU (partindo da mesma posição) (∆𝛉 = 𝝕. 𝒕) ∆𝜽𝑨 = 𝟐𝝅 + ∆𝜽𝑩 ∆𝜽𝑨 + ∆𝜽𝑩 = 𝟐𝝅 𝝎𝑨. 𝒕 = 𝟐𝝅 + 𝝎𝑩. 𝒕 𝝎𝑨. 𝒕 + 𝝎𝑩. 𝒕 = 𝟐𝝅 1 Prof. Venê ™ 𝐸𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑜 𝑠𝐴 = 0 + 𝑣𝐴. 𝑡 𝑠𝐵 = 𝑠0𝐵 + 𝑣𝐵. 𝑡 𝐸𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑜 𝑠𝐵 = 0 + 𝑣𝐵. (𝑡 − 0) 𝑠𝐴 = 0 + 𝑣𝐴. (𝑡 − 𝑡0𝐴) Essa abordagem é válida para o MUV também. (𝑜𝑢 ∆𝑠 = 𝑣0. 𝑡 + 𝑎. 𝑡2 2 ) ω = constante 𝑡𝐵 > 0 (𝒐𝒖 𝝎𝑨 − 𝝎𝑩 = 𝟐𝝅 ∆𝒕𝒆 ) (𝒐𝒖 𝝎𝑨 + 𝝎𝑩 = 𝟐𝝅 ∆𝒕𝒆 ) 2019 O,A,B C, 500m. O, 21m s- 172 km h- 100 m O A,B C 20 s, 45 s 70 s. 25 s, 50 s 75 s. 28 s, 42 s 53 s. 30 s, 55 s 80 s. 35 s, 60 s 85 s. 72 km h 4 s. 4 s, 20. 50. 30. 40. 10. Exercícios Extras 2 3. (G1 - col. naval 2020) Um motorista visando a efetuar uma ultrapassagem aumentoua velocidade do seu veículo de para em segundos. Qual foi a distância percorrida pelo motorista nesse intervalo de tempo levando-se em consideração que a aceleração foi constante? a) b) c) d) e) 4. (Uepg-pss 1 2020) A equação horária que descreve o movimento de um automóvel, deslocando-se sobre uma estrada retilínea e horizontal, é dada por na qual o tempo é dado em segundos e a posição em metros. A partir dessas informações, assinale o que for correto. 01) A posição inicial do automóvel é 02) A velocidade do automóvel em é 04) O movimento do automóvel é retilíneo e uniforme. 08) Entre os intervalos de tempo e o automóvel percorreu uma distância de 5. (G1 - ifce 2020) Define-se velocidade escalar média como a razão entre o espaço percorrido e o intervalo de tempo gasto no percurso. A velocidade inicial de um móvel que percorre em linha reta, com velocidade média de e aceleração constante de em é igual a a) b) c) d) e) 6. (Mackenzie 2019) Um bitrem, também chamado de treminhão, é comum nas zonas rurais do Brasil. Eles são enormes caminhões com três carretas e seu comprimento beira os vinte metros. Um deles, irregular, com de comprimento, trafega carregado por uma rodovia e passa por um posto rodoviário com velocidade constante de O policial, que está sobre uma motocicleta assimilável a um ponto material, decide abordar o treminhão quando o ponto extremo traseiro deste está a uma distância de Acelera então constantemente com módulo Alcança o ponto extremo traseiro e prossegue com a mesma aceleração constante até o ponto extremo dianteiro para dar sinal ao motorista. Pode-se afirmar corretamente que o módulo aproximado da velocidade da motocicleta, em no momento em que o policial dá sinal ao motorista vale: a) b) c) d) e) 7. (Unicamp 2019) Nos cruzamentos de avenidas das grandes cidades é comum encontrarmos, além dos semáforos tradicionais de controle de tráfego de carros, semáforos de fluxo de pedestres, com cronômetros digitais que marcam o tempo para a travessia na faixa de pedestres. a) No instante em que o semáforo de pedestres se torna verde e o cronômetro inicia a contagem regressiva, uma pessoa encontra-se a uma distância do ponto de início da faixa de pedestres, caminhando a uma velocidade inicial Sabendo que ela inicia a travessia da avenida com velocidade calcule a sua aceleração constante no seu deslocamento em linha reta até o início da faixa. b) Considere agora uma pessoa que atravessa a avenida na faixa de pedestres, partindo de um lado da avenida com velocidade inicial e chegando ao outro lado com velocidade final O pedestre realiza todo o percurso com aceleração constante em um intervalo de tempo de Construa o gráfico da velocidade do pedestre em função do tempo e, a partir do gráfico, calcule a largura da avenida. 8. (G1 - cftmg 2019) Um automóvel que se movia a uma velocidade de é acelerado durante segundos com uma aceleração constante de A velocidade média, em desenvolvida por ele, nesse intervalo de tempo foi de a) b) c) d) 9. (Ufjf-pism 1 2019) O sistema de freios ABS (Anti-lock Braking System) aumenta a segurança dos veículos, fazendo com que as rodas não travem e continuem girando, evitando que os pneus derrapem. Uma caminhonete equipada com esse sistema de freios encontra-se acima da velocidade máxima de permitida num trecho de uma rodovia. O motorista dessa caminhonete avista um Fusca que se move no mesmo sentido que ele, a uma velocidade constante de módulo num longo trecho plano e retilíneo da rodovia, como mostra a Figura. Ele percebe que não é possível ultrapassar o Fusca, já que um ônibus está vindo na outra pista. Então, ele imediatamente pisa no freio, fazendo com que a caminhonete diminua sua velocidade a uma razão de por segundo. Após depois de acionar os freios, a caminhonete atinge a mesma velocidade do automóvel, evitando uma possível colisão. O módulo da velocidade da caminhonete no momento em que o motorista pisou no freio era de: a) b) c) d) e) 15m s 25m s 5,0 100 m 120 m 140 m 160 m 180 m 2x 20 4t 2t ,= + + 20 m. t 3 s= 16m s. t 0 s= t 2 s,= 36 m. 100m, 25m s 21,0 m s , m s, 28. 25. 20. 30. 23. 22,5m 20m s. 42m. 21,0 m s . km h, 100 120 135 150 155 d 20m= 0v 0,5m s.= v 1,5m s,= 0v 0,4m s= v 1,2m s.= t 15 s.= 3,0m s 4,0 22,0 m s . m s, 7,0. 11,0. 15,0. 28,0. 110 km h v 108 km h,= 14,4 km h 5 s, 0v 128 km h 135 km h 145 km h 150 km h 180 km h
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