Trabalho dos movimentos de física (2)

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Introdução:
Neste trabalho terá as características dos movimentos circulares, oblíquos e verticais, como ocorre, cada tipo e exemplos do dia-a-dia desses movimentos.
Movimento Vertical 
Se largarmos uma pena e uma pedra de uma mesma altura, observamos que a pedra chegará antes ao chão.
Por isso, pensamos que quanto mais pesado for o corpo, mais rápido ele cairá. Porém, se colocarmos a pedra e a pena em um tubo sem ar (vácuo), observaremos que ambos os objetos levam o mesmo tempo para cair.
Assim, concluímos que, se desprezarmos a resistência do ar, todos os corpos, independente de massa ou formato, cairão com uma aceleração constante: a aceleração da Gravidade.
Quando um corpo é lançado nas proximidades da Terra, fica então, sujeito à gravidade, que é orientada sempre na vertical, em direção ao centro do planeta.
O valor da gravidade (g) varia de acordo com a latitude e a altitude do local, mas durante fenômenos de curta duração, é tomado como constante e seu valor médio no nível do mar é:
g=9,80665m/s²
No entanto, como um bom arredondamento, podemos usar sem muita perda nos valores:
g=10m/s²
 
Lançamento Vertical 
Um arremesso de um corpo, com velocidade inicial na direção vertical, recebe o nome de Lançamento Vertical.
Sua trajetória é retilínea e vertical, e, devido à gravidade, o movimento classifica-se com Uniformemente Variado.
As funções que regem o lançamento vertical, portanto, são as mesmas do movimento uniformemente variado, revistas com o referencial vertical (h), onde antes era horizontal (S) e com aceleração da gravidade (g).
Sendo que g é positivo ou negativo, dependendo da direção do movimento.
 
Lançamento Vertical para Cima 
g é negativo
Como a gravidade aponta sempre para baixo, quando jogamos algo para cima, o movimento será acelerado negativamente, até parar em um ponto, o qual chamamos Altura Máxima.
 
Lançamento Vertical para Baixo
g é positivo
No lançamento vertical para baixo, tanto a gravidade como o deslocamento apontam para baixo. Logo, o movimento é acelerado positivamente. Recebe também o nome de queda livre.
Exemplos de lançamento vertical no nosso dia-a-dia é:um garimpeiro trabalhando (jogando o conteúdo da peneira para cima), um jogador de vôlei dando uma manchete ou saque jornada.
Movimento ou Lançamento Oblíquo
O lançamento oblíquo ocorre quando um objeto inicia seu movimento formando um determinado ângulo com a horizontal. Nesse tipo de lançamento, o objeto executa dois movimentos simultâneos, ao mesmo tempo em que executa um movimento na vertical, subindo e descendo, também se desloca horizontalmente.
Com os fundamentos do movimento vertical, sabe-se que, quando a resistência do ar é desprezada, o corpo sofre apenas a aceleração da gravidade.
Lançamento Oblíquo ou de Projétil
 
O móvel se deslocará para a frente em uma trajetória que vai até uma altura máxima e depois volta a descer, formando uma trajetória parabólica.
Para estudar este movimento, deve-se considerar o movimento oblíquo como sendo o resultante entre o movimento vertical (y) e o movimento horizontal (x).
Na direção vertical o corpo realiza um Movimento Uniformemente Variado, com velocidade inicial igual a e aceleração da gravidade (g)
Na direção horizontal o corpo realiza um movimento uniforme com velocidade igual a .
Observações:
Durante a subida a velocidade vertical diminui, chega a um ponto (altura máxima) onde , e desce aumentando a velocidade.
O alcance máximo é a distância entre o ponto do lançamento e o ponto da queda do corpo, ou seja, onde y=0.
A velocidade instantânea é dada pela soma vetorial das velocidades horizontal e vertical, ou seja, . O vetor velocidade é tangente à trajetória em cada momento.
Exemplo:
Um dardo é lançado com uma velocidade inicial v0=25m/s, formando um ângulo de 45° com a horizontal. (a) Qual o alcance máximo (b) e a altura máxima atingida?
Para calcular este movimento deve-se dividir o movimento em vertical e horizontal.
Para decompor o vetor em seus componentes são necessários alguns fundamentos de trigonometria:
Genericamente podemos chamar o ângulo formado de .
Então:
logo:
e:
logo:
 
(a) No sentido horizontal (substituindo o s da função do espaço por x):
sendo
temos:
(1)
No sentido vertical (substituindo h por y):
sendo
temos:
(2) 
E o tempo é igual para ambas as equações, então podemos isolá-lo em (1), e substituir em (2):
(1)
e , então:
onde substituindo em (2):
(2) 
e onde o alcance é máximo . Então temos:
mas , então:
resolvendo esta equação por fórmula de Baskara:
mas
então:
mas 
Então
Substituindo os dados do problema na equação:
 
(b) Sabemos que quando a altura for máxima . Então, partindo da equação de Torricelli no movimento vertical:
e substituindo os dados do problema na equação, obtemos: 
Exemplos de Lançamentos Oblíquo do dia-a-dia:
Lançar uma bomba de um avião
Se a bomba for simplesmente abandonada do avião teremos um lançamento horizontal e uma coisa interessante é que, olhando a trajetória da bomba e do avião de lado, você irá perceber que a bomba sempre estará na mesma linha vertical do avião. (Claro que isso não acontece no dia-a-dia huehue);
Caneta rolando na mesa
Esse tipo de movimento que a caneta vai fazer caracteriza um lançamento horizontal. Na vertical, o movimento é basicamente uma queda livre.
Jogando golfe
O movimento da bolinha caracteriza um lançamento oblíquo. A distância que a bolinha vai percorrer chama-se alcance e pode ser calculado com a relação A=(Vx).t, em que (Vx) é a componente horizontal da velocidade da bolinha.
Movimento Circular:
Um movimento circular, na mecânica clássica, é aquele em que o objeto ou ponto material se desloca numa trajectória circular. Uma força centrípeta muda de direção o vetor velocidade, sendo continuamente aplicada para o centro do círculo. Esta força é responsável pela chamada aceleração centrípeta, orientada para o centro da circunferência-trajectória. Pode haver ainda uma aceleração tangencial, que obviamente deve ser compensada por um incremento na intensidade da aceleração centrípeta a fim de que não deixe de ser circular a trajectória.
O movimento circular classifica-se, de acordo com a ausência ou a presença de aceleração tangencial, em movimento circular uniforme (MCU) e movimento circular uniformemente variado (MCUV).
O movimento circular uniforme (MCU) é o movimento no qual o corpo descreve trajetória circular, podendo ser uma circunferência ou um arco de circunferência. A velocidade escalar permanece constante durante todo o trajeto e a velocidade vetorial apresenta módulo constante, no entanto sua direção é variável. A aceleração tangencial é nula (at = 0), porém, com a aceleração centrípeta não ocorre o mesmo, ou seja, a aceleração não é nula (ac ≠ 0). A direção da aceleração centrípeta, em cada ponto da trajetória, é perpendicular à velocidade vetorial e aponta para o centro da trajetória. O módulo da aceleração centrípeta é escrito da seguinte forma: ac = v2/r, onde r é o raio da circunferência descrita pelo móvel. 
Um corpo que descreve um movimento circular uniforme passa de tempo em tempo no mesmo ponto da trajetória, sempre com a mesma velocidade. Assim, podemos dizer que esse movimento é repetitivo, e pode ser chamado de movimento periódico. Nos movimentos periódicos existem dois conceitos muito importantes que são: frequência e período. 
Frequência: é o número de voltas que o corpo efetua em um determinado tempo (f = 1/ T). 
Período: é o tempo gasto para se completar um ciclo (T = 1/ f). 
Ao observar a definição de período e de frequência podemos dizer que o período é o inverso da frequência. 
Equações do Movimento Circular 
As equações que determinam o movimento circular são as seguintes: 
Posição angular: S = φ .R, onde R é o raio da circunferência. 
Velocidade angular média: ωm = Δφ/Δt 
Aceleração centrípeta: ac = v2/R, onde R é o raio da circunferência. 
Força Centrípeta 
Paraque um móvel possa descrever o movimento circular uniforme é necessário que esteja atuando uma força sobre ele, de modo que faça com que ele mude de posição, pois se tal fato não ocorrer o móvel passaria a descrever um movimento retilíneo uniforme. Essa força tem o nome de força centrípeta, e matematicamente é descrita da seguinte forma:
Fc = m. ac 
Onde ac é a aceleração centrípeta, ac = v2/R. Substituindo na equação acima temos:
Fc = m. v2/R 
A força centrípeta é sempre direcionada para o centro da circunferência. No cotidiano existem alguns exemplos de força centrípeta como a secadora de roupas e os satélites que ficam em órbita circular em torno do centro da Terra.
Exemplos do dia-a-dia:
. A rotação da Terra;
. A Roda Gigante;
. A hélice dos motores;
. A hélice do helicóptero; 
. O radar;
. Os pneus do carro em movimento, etc...