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CONCEITOS BÁSICOS DA FÍSICA CINEMÁTICA / DINÂMICA TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO HISTÓRICO DE EVOLUÇÃO DO SETOR AUTOMOTIVO - 1769 = Nicolas Cugnot desenvolveu um sistema de carruagem que se movimentava a partir de um motor movido a vapor; - 1884 = Gottlieb Daimbler, idealiza um motor de combustão interna conhecido como “motor de dois tempos”; - 1885 = O alemão Karl Benz criou o primeiro meio de transporte a fazer uso de um motor movido à gasolina. Este automóvel continha somente 03 rodas; - 1892 = Nasce a empresa americana “Ford”, para a fabricação de automóveis em linhas de montagem; - 1904 = É fabricado, pelos ingleses, o primeiro Rolls Royce; - 1945 = É fabricado os automóveis com motor refrigerado a ar; - 1950 = Após a 2ª Guerra, as corridas de Fórmula 1 retornou; - 1956 = Por meio do governo JK, as empresas multinacionais começam as fabricar os primeiros carros no Brasil. TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA -PROF. JEFFERSON A. MACHADO 1885 – Carro com 03 rodas. 1769 – Carruagem movida a vapor 1904 – Fabricação do Rolls Royce 1945 – Fabricação do Fusca TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO INTRODUÇÃO O automóvel, criado inicialmente para servir de meio de transporte, é considerado um dos grandes inventos da Era Industrial. O desenvolvimento tecnológico proporcionou, com o passar das décadas, o constante avanço de diversos setores como, o automotivo. O aprimoramento dos automóveis sob todos os seus aspectos (design, segurança, qualidade dos materiais utilizados, preocupação com o meio ambiente, etc.) fez e sempre fará parte de um processo de evolução contínua, no qual a Física tem participação essencial. Pergunta-se: Por que a Física tem participação no processo evolutivo dos veículos automotores ? TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO ANTIGO VERSUS MODERNO A Física contribui na análise de certos fatores, a fim de auxiliar na evolução dos automóveis. Seguem alguns fatores: - A influência da ação do vento ( Resistência à ação do vento ); - As forças envolvidas no deslocamento ( peso, força motriz, força de atrito). TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO CURIOSIDADE Atualmente, o Superesportivo Venom GT é considerado o carro mais veloz do mundo, acelera de 0 a 100 km/h em 2,7 segundos. A Hennessey está vendendo o superesportivo por US$ 1,4 milhão (cerca de R$ 4,2 milhões). TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO FÍSICA DO AUTOMÓVEL A Física do automóvel pode ser estudada sob seus diversos tópicos: Calor, Eletricidade, Forças atuantes, Transformações de energia, Velocidade, Aceleração, etc. Tais tópicos estão inseridos no estudo da Cinemática e da Dinâmica. Cinemática = é a parte da mecânica que estuda e descreve os movimentos, sem se preocupar com as suas causas. Dinâmica = é a parte da mecânica que estuda o movimento de um corpo e as causas desse movimento. TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO CINEMÁTICA X DINÂMICA As situações que envolvem a cinemática se baseiam nas seguintes variáveis: -Deslocamento (ΔS); -Velocidade ( V ); -Tempo (Δt); -Aceleração ( a ). O estudo da dinâmica, se baseia nas leis de Newton, que possibilitam o estudo do movimento. - 1ª lei de Newton – a lei da inércia (corpos em equilíbrio ΣF=0); - 2ª lei de Newton – Estuda os corpos que não estão em equilíbrio (ΣF = m.a); - Terceira lei de Newton – a lei da ação e reação (comportamento de dois corpos se interagindo entre si). TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO CURIOSIDADES Um dos animais terrestres mais veloz é o guepardo, que acelera de 0 a 72 km/h em 2 segundos. Ele alcança uma velocidade de 115 km/h em distâncias de até 500m. O animal mais veloz que voa é o falcão peregrino, que chega atingir 115 km/h, mas quando mergulha para capturar sua presa, essa ave de rapina chega a atingir inacreditáveis 360 km/h. TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO FÓRMULAS APLICADAS A CINEMÁTICA Movimento Retilíneo Uniforme (MRU): Movimento Retilíneo Uniformemente variado (MRUV): TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO EXERCÍCIOS DE REVISÃO 1) Um móvel em MRUV parte do repouso e atinge a velocidade de 20 m/s. Se a aceleração do móvel é 2 m/s², determine a distância percorrida por esse móvel. 2) Um ônibus sai de São Paulo às 8 h e chega a Jaboticabal, que dista 350 km da capital, às 11 h 30 min. No trecho de Jundiaí a Campinas, de aproximadamente 45 km, a sua velocidade foi constante e igual a 90 km/h. (a) Qual a velocidade média, em km/h, no trajeto São Paulo – Jaboticabal ? (b) Em quanto tempo o ônibus cumpre o trecho Jundiaí – Campinas ? OBS: Sabe-se que por conversão : 1 m/s = 3,6 km/h T Ó P IC O S D E M E C Â N IC A A U T O M O T IV A - P R O F . J E F F E R S O N A . M A C H A D O 3) Um trem de 100m de comprimento, a uma velocidade constante de 10 m/s demora 1 min para atravessar uma ponte. Determine o comprimento da ponte. 4) Uma patrulha rodoviária mede o tempo que cada veículo leva para percorre um trecho de 400m da estrada. Um automóvel percorre a primeira metade do trecho com velocidade de 140Km/h. Sendo de 80Km/h a velocidade máxima permitida em todo trajeto, qual deve ser a maior velocidade média do carro na segunda metade do trecho para evitar a multa? 5) Um carro de corrida parte do repouso com aceleração constante e 4 s depois tem velocidade de 108 km/h. Determine sua velocidade 10 s após a partida. EXERCÍCIOS DE REVISÃO TÓPICOS DE MECÂNICA AUTOMOTIVA - PROF. JEFFERSON A. MACHADO
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