Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 Prof. Leonardo Motta Colégio Naval (CN) MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO (MUV) 1. ACELERAÇÃO ESCALAR MÉDIA (am) Sendo Δt sempre positivo, concluímos que o sinal de am é o mesmo de Δv. A unidade de aceleração escalar U (Vm) é o quociente entre as unidades de velocidade e de tempo. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2. ACELERAÇÃO ESCALAR INSTANTÂNEA (a) A aceleração escalar instantânea num dado instante t é o limite para o qual tende o quociente Δv/Δt, calculado entre t e t´, quando t´ tende (se aproxima) de t, ou seja, quando Δt tende a zero. Simbolicamente temos: 3. MOVIMENTO ACELERADO E MOVIMENTO RETARDADO. Um movimento é acelerado quando o módulo da velocidade escalar instantânea é crescente. Nesse caso, a velocidade escalar e aceleração escalar possuem mesmo sinal, isto é, ambas são positivas ou ambas são negativas. Exemplos: Um movimento é acelerado quando o módulo da velocidade escalar (instantânea) é decrescente. Nesse caso, a velocidade escalar e aceleração escalar possuem sinais contrários, isto é, uma é positiva e a outra negativa. Exemplos: 2 4. DEFINIÇÃO DE MUV. É aquele em que a aceleração escalar (instantânea) é constante e diferente de zero a = cte ≠ 0 Desse modo, o móvel sofre variações de velocidade iguais em intervalos de tempos iguais, sendo então a aceleração média igual à aceleração instantânea. 5. GRÁFICO a x t 6. EQUAÇÃO HORÁRIA DE VELOCIDADE [v(t)] Vamos fazer a dedução da eq. Tomando t0 (origem dos tempos) = 0, a velocidade correspondente nesse instante v0 e v a velocidade num instante t qualquer vem: Observações: A função v(t) referente ao MUV como podemos perceber é de 1º grau Toda vez que fornecemos uma Equação horária devemos indicar as unidades. 7. GRÁFICO V x t Uma vez que a função é de primeiro grau ( ), o seu gráfico é uma reta. 3 8. PROPRIEDADE GERAL DO GRÁFICO V x t Do cálculo temos que: a “área” entre o gráfico e o eixo das abscissas (tempo), calculada entre dois instantes t1 e t2, expressa a variação de espaço (deslocamento) entre t1 e t2. 9. EQUAÇÃO HORÁRIA DE POSIÇÃO [S(t)] Vamos fazer a dedução da eq. Como sabemos, o deslocamento ΔS entre os instantes 0 e t, corresponde à “área” do gráfico v x t entre os instantes 0 e t. a “área” corresponde à “área” de um paralelogramo. Temos então: ( )( ) Como ΔS =S – S0 e v = v0 + a t vem: [( ) ] 10. EQUAÇÃO DE TORRICELLI 4 Vamos fazer a dedução da eq. Já vimos que no MUV temos: ( ) ( ) isolando t na eq (I) e substituindo na eq (II) vem: ( ) ( ) → ( ) → → Observações: A expressão obtida agiliza os cálculos em situações que não envolvem a variável tempo (t). Observe atentamente os sinais: da aceleração (a), do deslocamento (ΔS) e da velocidade (v), de acordo com o sentido da trajetória. 11. DETERMINAÇÃO GRÁFICA DA VELOCIDADE MÉDIA (Vm) Consideremos uma partícula em movimento, numa trajetória qualquer, em relação a um dado referencial. A figura a seguir corresponde ao diagrama horário de posição (gráfico espaço x tempo, S X t) dessa partícula. Por definição a velocidade média (vm) é dada por , a qual como podemos ver, corresponde ao coeficiente angular da reta secante ( ↔ ) ao gráfico. 12. DETERMINAÇÃO GRÁFICA DA VELOCIDADE INSTANTÂNEA (V) Consideremos agora o gráfico S x t a seguir: 5 Tomemos uma seqüência de intervalos de tempo (Δt1, Δt2, Δt3,...) de tal maneira que cada um deles seja menor que o seu antecedente, isto é, Δt1 < Δt2 < Δt3,... Como sabemos, o coeficiente angular de cada uma das retas secante ao gráfico ( ↔ ↔ ↔ ...) corresponde às velocidades médias (vm1, vm2, vm3, ...), nos respectivos intervalos de tempo (Δt1, Δt2, Δt3,...). Nota-se que, à medida que esses intervalos de tempo vão diminuindo (t se aproxima de t0, ou seja, Δt -> zero), os pontos P1, P2, P3... se aproximam de P0, e as retas secantes ( ↔ ↔ ↔ ...) tendem à tangente que passa por P0. Como a velocidade instantânea por definição é [derivada da posição (S) em relação ao tempo(t)] Vem que: a velocidade instantânea em t = t0 corresponde ao coeficiente angular da reta tangente ao gráfico S x t em P0. Observação O coeficiente angular da reta coincidirá com a tangente do ângulo que a reta forma com o eixo das abscissas, somente se os eixos das ordenadas e abscissas estiverem na mesma escala! 13. DETERMINAÇÃO GRÁFICA DA ACELERAÇÃO INSTANTÂNEA (a) Seguindo raciocínio análogo, a aceleração escalar instantânea num determinado instante t0, corresponde ao coeficiente angular da reta tangente ao gráfico v x t, em t = t0
Compartilhar