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Resumo da Aula 2 e Resolução dos exercícios de frequência. Na Aula 2 aprendemos as equações que regem os movimentos uniformes e uniformemente variados (incluindo a queda-livre, onde a aceleração é a da gravidade). Essas equações são: Movimento Uniforme: , Equação horária do movimento. Onde S é a posição do móvel no instante t, S0 é a posição inicial do móvel e v é a velocidade constante – pois se trata de movimento uniforme – do móvel. Se a velocidade está no mesmo sentido que o movimento, ela tem o sinal positivo e o movimento é chamado de progressivo. Se a velocidade está no sentido contrário ao movimento, ela tem o sinal negativo e o movimento é chamado de retrógrado. Podemos visualizar no esquema abaixo: Direção do movimento: reta que une os pontos A (origem) e B, reta AB. Sentido do movimento: do ponto A para o ponto B Eixo xA B V V (movimento progressivo) (movimento retrógrado) Movimento Uniformemente Variável: , Equação horária do movimento. Onde S é a posição do móvel no instante t, S0 é a posição inicial do móvel, v0 é a velocidade inicial do móvel e a é a aceleração do móvel em todos os instantes – pois se trata de movimento uniformemente variável – aceleração constante. , Equação horária para a velocidade. Onde v é a velocidade do móvel no instante t, v0 é a velocidade inicial do móvel e a é a aceleração do móvel em todos os instantes – pois se trata de movimento uniformemente variável – aceleração constante. , Equação de Torricelli. Onde V é a velocidade do móvel no instante t, V0 é a velocidade inicial do móvel, é a variação da posição e a é a aceleração do móvel em todos os instantes – pois se trata de movimento uniformemente variável – aceleração constante. Além, do movimento poder ser classificado de progressivo e retrógrado, dependendo do sentido da velocidade em relação ao sentido do movimento, ele também pode ser classificado como acelerado e retardado, dependendo do sentido da aceleração em relação ao movimento. Aceleração no mesmo sentido do movimento (aceleração com sinal positivo), faz a velocidade aumentar, o movimento será acelerado. Aceleração no sentido contrário ao do movimento (aceleração com sinal negativo), faz a velocidade diminuir, o movimento será retardado. Queda livre O Movimento de queda livre é um movimento uniformemente variável, onde a aceleração é a aceleração da gravidade (g). O valor adotado para g depende do problema em questão, normalmente usam-se os valores g = 9,8 m/s2 ou g = 10 m/s2. A aceleração da gravidade tem sempre o mesmo sentido, de um ponto acima da Terra para a Terra. Como mostra seta: g Assim, se o móvel está subindo (sentido contrário ao de g) a velocidade diminui até atingir a velocidade zero e o móvel parar. Já na descida, g tem o mesmo sentido do movimento, então a velocidade aumenta. As equações usadas para esse movimento são as mesmas do movimento uniformemente variável – substituindo a por g -, prestando sempre a atenção se a aceleração g está no sentido do movimento (neste caso, g terá sinal positivo) ou se a aceleração g está no sentido contrário ao movimento (neste caso, g terá sinal negativo) Exercício 1) A aceleração que deve ter um móvel para que este, após percorrer 50 metros, adquira a velocidade de 40m/h, partindo do repouso, é: Nesse exercício, há um erro de digitação. A velocidade é 40 m/s e não 40 m/h. Assim temos: O que é pedido: aceleração O que temos de dados do problema: S = 50 m, V = 40 m/s e V0 = 0 m/s (a partícula parte do repouso) Com esses dados, podemos usar a equação de Torricelli, pois não há o tempo como um dado do problema : Resposta: a = 16 m/s2 Exercício 2) É um exercício de queda livre. Deseja-se lançar um projétil verticalmente para cima, de forma que a altura máxima atingida seja 2.000m. Com que velocidade deve-se lançar este projétil para que isso aconteça? Considere g=10m/s2. Um ponto importante é sabermos que quando o projétil atinge a altura máxima, sua velocidade é zero. É aqui que começa a inversão do movimento. Primeiro o projétil estava subindo e neste caso, como a aceleração tem sentido contrário do movimento sua velocidade diminui até chegar a zero. Quando a velocidade é zero, não temos mais movimento e o projétil para, assumindo sua altura máxima. Logo em seguida, ele começa a descer, devido à aceleração da gravidade (só que agora, a aceleração da gravidade tem o mesmo sentido do movimento, então sua velocidade aumenta até chegar ao chão). Então, vamos voltar ao objetivo do problema. Saber a velocidade de lançamento do projétil, ou seja, a velocidade inicial V0. Dados do problema: g = 10 m/s2, S = 2000 m e V = 0 m/s (instante de altura máxima). Mais uma vez, com esses dados, devemos usar a equação de Torricelli, pois não há tempo envolvido no problema. m/s V = 200 m/s
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