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FÍSICA APLICADA I MRU e MRUV Profª.: Andréa Timm andrea.timm@fsg.br MOVIMENTO RETILÍNEO Neste capítulo trataremos do tipo mais simples de movimento: o movimento ao longo de uma linha reta, esse movimento é chamado de movimento unidimensional. Posição, Deslocamento e Distância Percorrida A localização de uma partícula, ou posição, é fundamental para a análise do movimento. Por exemplo: Quando passamos por esta placa na rodovia, o que ela indica? Que percorremos uma distância de 236 km? Ou serve apenas para nos localizar? Deslocamento x distância percorrida O deslocamento é a diferença entre a posição final e a posição inicial. O deslocamento é uma grandeza vetorial, possui módulo, direção e sentido. Qual foi a distância percorrida ao longo dos percursos? Distância percorrida é a soma dos módulos dos deslocamentos sucessivos, ou seja, é a distância total percorrida pelo motorista. - Deslocamento Velocidade média e velocidade escalar média Velocidade média (vm) Unidade no SI: m/s Outras unidades: km/h; cm/s Regra básica: A velocidade média tem sempre o mesmo sinal do deslocamento. Exemplo: 01) Numa corrida de 100 m, os primeiros 50 m são cobertos com a velocidade média de 10 m/s e os 50 m restantes com a velocidade média de 8 m/s. Qual a velocidade média do corredor sobre os 100 m? Cálculo da velocidade usando um gráfico da posição x tempo Obs.: Este gráfico não mostra a trajetória do carro. Quanto maior for a velocidade do corpo, mais inclinada em relação ao eixo t é a reta que representa o movimento. Distância (m) Tempo (s) 0 0 3,5 4 7,0 10 10 14 13 21 18 24 30 29 Exemplo: 02) Considere os dados da distância percorrida em função do tempo de uma pessoa que caminha lentamente. Velocidade escalar média (vem) Obs.: No movimento unidimensional distância percorrida e deslocamento são conceitos idênticos, se o movimento for na mesma direção e sentido. Exemplo: 03) Depois de dirigir um carro em uma estrada retilínea por 8,4 km a 70 km/h, você pára por falta de gasolina. Nos 30 min seguintes, você caminha por mais 2,0 km ao longo da estrada até chegar ao posto de gasolina. (a) Qual foi o deslocamento total, do início da viagem até chegar ao posto de gasolina? (b) Qual é o intervalo de tempo t entre o início da viagem e o instante em que você chega ao posto? (c) Qual é sua velocidade média do início da viagem até a chegada ao posto de gasolina? Determine a solução numericamente e graficamente. (d) Suponha que para pegar a gasolina, pagar e voltar para o carro você leva 45 min. Qual é a velocidade escalar média do início da viagem até seu retorno ao veículo com a gasolina? (e) E a sua velocidade média do início da viagem até seu retorno ao veículo com a gasolina? 04) No grande prêmio do Brasil de 2009 de Fórmula 1, realizado no autódromo de Interlagos, a pole position foi conquistada pelo brasileiro Rubens Barrichelo no tempo de t = 1 min e 19,576 s. Sabendo que a pista de Interlagos possui extensão de 4309 m. Calcule a velocidade escalar média e a velocidade média em km/h de Rubens Barrichelo. Velocidade instantânea (v) Velocidade instantânea é a velocidade do corpo num dado instante de tempo. Se é do tipo , a velocidade instantânea ou simplesmente velocidade será: Obs.: Quando observamos que a cada segundo o carro percorre distâncias iguais, temos um movimento retilíneo uniforme (MRU). Neste caso, - Eq. do MRU Aceleração A aceleração média, améd, em um intervalo de tempo t é definida: Unidade no SI: (m/s)/s = m/s². Cálculo da aceleração usando um gráfico da velocidade x tempo Obs: O gráfico a x t é uma reta constante, paralela ao eixo do tempo. Movimento com aceleração constante: MRUV Quando a aceleração é constante, a aceleração média e a aceleração instantânea são iguais Obs.: - Eq. do MRU Teste seus conhecimentos: Exemplo: 05) Um motociclista se dirige para leste ao longo de uma cidade do Estado de São Paulo e acelera a moto depois de passar pela placa que indica os limites da cidade (veja Figura). Sua aceleração é constante e igual a 4,0 m/s². No instante t = 0 ele está a 5,0 m a leste do sinal, movendo-se para leste com a velocidade de 15 m/s. (a) Determine sua posição e velocidade para t = 2,0 s. (b) Onde está o motociclista quando sua velocidade é de 25 m/s.
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