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Revisão de Física Básica: Mecânica Prof. Christiano Bittencourt Machado Universidade Estácio de Sá Cinesiologia e Biomecânica Prezado aluno: os slides são apenas para apresentar tópicos sobre o conteúdo da disciplina. Para maior aprofundamento, você deve procurar o material didático da Estácio e demais referências na biblioteca. Cinemática • Cinemática é... • O foco da cinemática é o móvel; • Espaço (s) � valor algébrico da distância medida sobre a trajetória entre o móvel e a origem dos espaços (O = ponto de referência); Parte da Mecânica que descreve os movimentos; não faz relações com suas causas. Movimento • Movimento é o fenômeno no qual um móvel muda de posição, no decurso do tempo, em relação a um referencial; é um conceito relativo; • Repouso: fenômeno em que um móvel mantém uma determinada posição no decorrer do tempo, em relação a um referencial; é, também, um conceito relativo; – Ex: uma pessoa deixa cair objeto dentro de um trem em movimento. • Deslocamento escalar (∆s): diferença algébrica entre o espaço aonde se chega (sf) e o espaço de onde se sai (s0): • Velocidade escalar média (vm): considerando um móvel que parte da posição s0, no instante t0, e chega à posição sf, no instante tf, e considerando que ∆t = tf - t0 : 0sss f −=∆ t s vm ∆ ∆ = no Sistema Internacional de medidas (SI): m/s Movimento Uniforme (MU) • Características do MU: – Velocidade constante diferente de zero; – A velocidade em determinado instante é a vm; – Pode ter qualquer forma de trajetória. Movimento Uniformemente Variado (MUV) • Aceleração escalar (a) � taxa de variação da velocidade escalar numa unidade de tempo: • Unidade mais usada no SI = m/s2. t v am ∆ ∆ = – Se a > 0: a velocidade aumenta com o decorrer do tempo; – Se a = 0: velocidade permanece constante; – Se a < 0: velocidade diminui com o decorrer do tempo. • Características do MUV: – Aceleração constante diferente de zero; – Aceleração é igual a aceleração média; – Pode ter qualquer forma de trajetória. Aceleração da gravidade • Quando um corpo é lançado nas proximidades da superfície da Terra fica sujeito a uma aceleração constante, orientada sempre para baixo, na direção vertical. Tal aceleração existe devido ao campo gravitacional terrestre; • O valor da aceleração da gravidade (g) varia de acordo com a latitude e a altitude, mas pode- se tomar um valor aproximado de 10 m/s2. Vetor • Vetor é... Ente matemático abstrato, caracterizando direção, sentido e módulo. É representado graficamente por um segmento de reta orientado (geralmente indicado por uma letra que lembra a grandeza vetorial em questão). • Para soma de vetores: utiliza-se a Regra do Paralelogramo: V1 V2 Vr Princípios da Dinâmica • Dinâmica é a parte da Mecânica que analisa os movimentos, fazendo as relações entre causas e efeitos. • Força é um agente físico que produz deformações (efeitos estáticos) e/ou acelerações (efeitos dinâmicos) nos corpos sobre os quais atua; é uma grandeza física vetorial. • No SI, medida em Newton (N). • Força resultante: força única que produz o mesmo efeito causado por um sistema de forças agindo numa partícula; é determinada pela soma vetorial das forças componentes: • Equilíbrio de forças: quando uma partícula mantém sua velocidade vetorial constante no decorrer do tempo, em relação a um referencial adotado: – Equilíbrio estático � partícula em repouso; – Equilíbrio dinâmico � partícula em movimento retilíneo uniforme; – Equilíbrio também se trata de um conceito relativo. • Se um corpo está em equilíbrio, a soma das forças que agem sobre ele é igual a zero! Primeira Lei de Newton – Princípio da Inércia • Princípio da Inércia: propriedade geral da matéria, segundo a qual uma partícula sob força resultante nula mantém-se em equilíbrio estático (repouso) ou dinâmico (movimento retilíneo uniforme – MRU), conservando a velocidade vetorial constante. Segunda Lei de Newton – Princípio Fundamental da Dinâmica • Se houve aceleração (mudança de velocidade), isso significa que a força teve seu efeito dinâmico sobre o corpo. • Quando a força resultante é não-nula, a aceleração resultante passa a existir. Em valores algébricos, considerando m = massa (kg): rr amF .= Terceira Lei de Newton – Princípio da Ação e Reação • Sempre que um corpo A aplica uma força de ação sobre um corpo B, este aplica sobre o A uma força de reação; • A ação e a reação têm as seguintes características: –Mesma direção; – Sentidos opostos; –Mesmo módulo; –Mesma natureza (ou de contato ou de campo). Força-Peso • Todos os corpos nas proximidades da superfície da Terra ou de qualquer outro corpo celeste ficam sujeitos à ação de uma força de campo gravitacional denominada força-peso. Tal força atua sempre no sentido de aproximar os corpos em relação à superfície. • Considerando que m é a massa do corpo, e g a aceleração, temos algebricamente: gmP .= Mas o que é Força-Normal (N)? • Sempre que uma superfície comprime uma outra, há uma componente de força perpendicular a elas denominada força- normal). Forças de atrito • Atrito: surge porque as superfícies dos corpos, por mais polidas que possam parecer do ponto de vista macroscópico, apresentam rugosidades, quando analisadas microscopicamente; • Em consequência, se duas superfícies em contato, que se comprimem, apresentarem tendência a moverem-se uma em relação à outra, surge a força de atrito. Força elástica (Lei de Hooke) • Lei de Hooke: em regime de deformação elástica, a intensidade da força deformadora é proporcional à deformação x produzida: – onde k = constante elástica, característica de cada corpo (no SI: N/m). • Aplicação fisioterapêutica: bandas elásticas. xkF .=
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