Movimento Uniformemente Variado

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Movimento uniformemente variado I
Física
1o bimestre – Aula 8
Ensino Médio
1a
SÉRIE
2024_EM_B1_V1
Cinemática.
Compreender e identificar o movimento uniformemente variado: equação horária da velocidade e equação da posição.
Conteúdo
Objetivo
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(EM13CNT101) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
(EM13CNT204) Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Para começar: 3 minutos
Foco no conteúdo: 20 minutos
Na prática: 8 minutos
Aplicando: 12 minutos
O que aprendemos hoje: 2 minutos
Observem a imagem e identifiquem na trajetória do carro o que se mantém constante. Em uma lousa, anotem as palavras dos nomes que surgirem das ideias de vocês do que se mantém constante. Depois, verifiquem qual foi a palavra mais citada. 
 Todo mundo escreve
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Para começar
Em um movimento retilíneo uniformemente variado, a velocidade sofre variações de um valor constante a cada unidade de tempo, tendo uma aceleração constante de valor diferente de zero. 
Movimento retilíneo uniformemente variado
Variação igual da velocidade escalar em intervalos de tempo iguais.
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Foco no conteúdo
Em um movimento uniformemente variado, como a aceleração escalar é constante, isso implica um acréscimo ou um decréscimo linear na velocidade escalar. Isso indica que, em períodos idênticos, as alterações na velocidade escalar serão iguais. Sendo assim, temos a seguinte função horária para a velocidade: 
Função da velocidade em relação ao tempo
Sendo: 
 = velocidade final (m/s) = aceleração ()
 = velocidade inicial (m/s) = tempo (s)
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Foco no conteúdo
O gráfico da velocidade em função do tempo apresenta uma velocidade escalar com variação linear, por isso é sempre uma reta inclinada. Os três gráficos abaixo são relativos a um movimento com aceleração escalar constante e positiva. 
Representação gráfica da velocidade escalar em função do tempo
Velocidade inicial positiva
Velocidade inicial negativa
Velocidade inicial nula
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Foco no conteúdo
Caso a aceleração seja negativa, teremos os seguintes gráficos:
Representação gráfica da velocidade escalar em função do tempo
Velocidade inicial positiva
Velocidade inicial negativa
Velocidade inicial nula
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Foco no conteúdo
Para calcular a posição em relação ao tempo, em um movimento retilíneo uniformemente variado, temos:
Função horária da posição em relação ao tempo
Onde:
 posição final (m)
: posição inicial (m)
: velocidade inicial (m/s)
: tempo (s)
: aceleração ()
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Foco no conteúdo
Para todos os casos a seguir, teremos um gráfico representado por uma função de segundo grau em que a concavidade da parábola é para cima, sendo a aceleração positiva. 
Representação gráfica da função horária da posição em relação ao tempo
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Foco no conteúdo
Como a função horária da posição é de segundo grau, os gráficos de s x t serão sempre um arco de parábola. Abaixo, estão representados graficamente três casos, cuja concavidade das parábolas é para baixo, pois a aceleração é negativa. 
Representação gráfica da função horária da posição em relação ao tempo
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Foco no conteúdo
(UNIFESP-SP) A velocidade em função do tempo de um ponto material em movimento retilíneo uniformemente variado, expressa em unidades do SI, é v = 50 – 10t. Pode-se afirmar que, no instante t = 5,0 s, esse ponto material tem:
a) velocidade e aceleração nulas.                          
b) velocidade nula e daí em diante não se movimenta mais.
c) velocidade nula e aceleração a = – 10 𝑚/𝑠2.
d) velocidade nula e a sua aceleração muda de sentido.
e) aceleração nula e a sua velocidade muda de sentido.
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Aplicando
(UNIFESP-SP) A velocidade em função do tempo de um ponto material em movimento retilíneo uniformemente variado, expressa em unidades do SI, é v = 50 – 10t. Pode-se afirmar que, no instante t = 5,0 s, esse ponto material tem
a) velocidade e aceleração nulas.                          
b) velocidade nula e daí em diante não se movimenta mais.
c) velocidade nula e aceleração a = -.     
d) velocidade nula e a sua aceleração muda de sentido.
e) aceleração nula e a sua velocidade muda de sentido.
Correção
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Aplicando
(Fuvest 2010)  Na Cidade Universitária (USP), um jovem, em um carrinho de rolimã, desce a rua do Matão, cujo perfil está representado na figura a seguir, em um sistema de coordenadas em que o eixo tem a direção horizontal. No instante t = 0, o carrinho passa em movimento pela posição 𝑦 = e 𝑥 = 0.
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Na prática
Dentre os gráficos das figuras a seguir, os que melhor poderiam descrever a posição x e a velocidade v do carrinho em função do tempo t são, respectivamente,
a) I e II.
b) I e III.
c) II e IV.
d) III e II.
e) IV e III
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Na prática
Dentre os gráficos das figuras a seguir, os que melhor poderiam descrever a posição x e a velocidade v do carrinho em função do tempo t são, respectivamente,
a) I e II.
b) I e III.
c) II e IV.
d) III e II.
e) IV e III
O gráfico que melhor descreveria a posição em função do tempo é o I, já que mostra um arco de parábola com a concavidade para cima (aceleração positiva). O gráfico que melhor descreve o comportamento da velocidade em função do tempo é o II, já que mostra um aumento constante de velocidade num primeiro intervalo de tempo (uma reta) e, depois um trecho curvado com inclinação que vai diminuindo com o passar do tempo, revelando que a velocidade irá continuar crescendo, mas com uma aceleração cada vez menor.
Correção
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Na prática
Compreender e identificar o movimento uniformemente variado: equação horária da velocidade e equação da posição.
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O que aprendemos hoje?
Slides 4 a 13 – BARRETO FILHO, Benigno; SILVA, Claudio Xavier da. Física aula por aula. Mecânica: 1o ano. 2a edição, 2016.
Slides 3 e 11 – Lemov, Doug. Aula nota 10: 49 técnicas para ser um professor campeão de audiência. Trad. Leda Beck; consultoria e revisão técnica de Guiomar N. de Mello e Paula Louzano. São Paulo : Da Prosa: Fund. Lemann, 2011.
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Referências
Lista de imagens e vídeos
Slides 3 ao 13 – Imagens elaboradas para o material. 
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Referências
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