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Os cCaminhos da Física ( pág. 10 e 11 L.D.F.A.A.) Física é a ciência exata que tem por objeto de estudo os fenômenos que ocorrem na natureza. Através do entendimento dos fenômenos da natureza, podemos entender como as coisas acontecem em nosso dia-a-dia. A Física tem grande importância para a sociedade, pois uma infinidade de equipamentos que utilizamos hoje, em nosso cotidiano (como rádios, tvs, celulares, mp3, computadores, laser, dentre outros), foram desenvolvidos utilizando conceitos e Leis da Física. Unidades de Medidas ( pág. 31 a 33 L.D.F.A.A.) TRANSFORMAÇÃO DE COMPRIMENTO km hm dam m dm cm mm Legenda: km: Quilômetro hm: Hectômetro dam: Decâmetro m: Metro dm: Decímetro m: Centímetro mm: Milímetro De km(quilômetros) para m (metros), multiplicamos por 1000(mil) . De m (metros), para km (quilômetros) divide por 1000(mil) De m (metros) para cm (centímetros) multiplicamos por 100 (cem). De cm (centímetros) m (metros) para dividimos por 100 (cem). De hm (Hectômetro) para metros multiplica por 100 De m (metros) para hm (Hectômetro) divide por 100 De dam (decâmetros) para metros multiplicamos por 10 De m (metros) para dam (decâmetros) dividimos por 10 De m (milímetros) para mm (metros) multiplicamos por 1000(mil) De mm (milímetros) para m (metros) dividimos por 1000(mil) TRANSFORMAÇÃO DE MASSA kg hg dag g dg cg mg Legenda: T: Tonelada kg: Quilograma hg: Hectograma dag: Decagrama g: Grama dg: Decigrama cg: Centigrama mg: Miligrama De Tonelada (T) para quilograma (Kg) multiplicamos por 1000 (mil). De Quilograma (Kg) para Tonelada (T) dividimos por 1000 (mil). De kg (quilograma) para g (grama), multiplicamos por 1000(mil) . De g (grama) para quilograma divide por 1000 mil De g (gramas) para mg (miligramas) multiplicamos por 1000(mil). De mg (miligramas) para g (gramas) dividimos por 1000(mil). TRANSFORMAÇÃO DE VOLUME Km3 m3 dm3 cm3 mm3 L Legenda: Km3 = Quilômetro cúbico m3 = Metro cúbico dm3 = Decímetro cúbico cm 3 = Centímetro cúbico mm3 = Milímetro cúbico ℓ = Litro De ℓ (litros) para cm3 (centímetro cúbico) multiplicamos por 1000 (mil) De cm3 (centímetro cúbico) para litros divide por 1000 (mil) De m3 (metro cúbico) para ℓ (litro) multiplicamos por 1000(mil) De ℓ (litro) m3 (metro cúbico) dividimos por 1000(mil) Medida de Tempo Para transformarmos este tempo em segundos seguimos 3 passos: 1º Passo Transformamos as horas em segundos. Para transformarmos de hora para segundo multiplicamos por 3600, pois 1 hora são 60 minutos e um minuto 60 segundos então: 60× 60 = 3600 Para transformarmos de segundos para horas dividimos por por 3600, Pois uma hora em segundos é 3600 segundos Para transformarmos de minuto para segundo multiplicamos por 60, pois 1 minuto = 60 segundos. Para transformarmos segundo para minuto dividimos por 60, pois 1 minuto = 60 segundos e 60 segundos é um minuto. 1 hora = 60 minutos 1minuto = 60 segundos 1 hora = 3600 segundo Exemplos: Transforme 6h 8min e 15 s em segundos. Para transformarmos este tempo em segundos seguimos 3 passos: 1º Passo Transformar as horas em segundos. 6( ×3600) = 21600s 2º Passo Transformar os minutos em segundo. 8( × 60) = 480s 3º Passo Somar todos os valores achados mais os 15 segundos. 21600 + 480 +15 = 22095segundos Notação Científica e Ordem de grandeza ( pág. 34 a 36 L.D.F.A.A.) Notação científica é muito útil para representarmos números muito grandes ou muito pequenos em relação à unidade padrão. 1) Expresse em notação científica os seguintes valores: a) 0,000525 d) 4561 b) 0,0000072 e) 4220000 c) 480000 f)0,00000000023 2) (Unifor-CE) Considerando que cada aula dura 45min, o intervalo de tempo de duas aulas seguidas, expresso em segundos, é de: a)3,0 . 102 b)3,0 . 103 c)3,6 . 102 d)7,2 . 103 e)5,4 . 103 Para determinar a ordem de grandeza de um número x (O.G (X) ), representado em notação científica ( X = a . 10n ) basta efetuar a seguinte comparação. Se a < √10─> O. G.(X) = 10n Se a ≥ √10─> O. G.(X) = 10n+1 O limite de aproximação √10 para o fator a correspondente a à potencia intermediária 10n e 10n+1 1)Calcule a ordem de grandeza dos seguintes problemas: (se a < 3,16 = 10n, se a > 3,16 = 10n+1) a) Um automóvel percorre 15 km com 1 litro de combustível. Determine a ordem de grandeza da distância percorrida com um tanque totalmente cheio cuja capacidade é 62 litros. b) O projeto de um conjunto habitacional com 2700 casas prevê um consumo médio de 1000 litros de água por dia, para casa. Determine a ordem de grandeza de consumo diário em litros, que está projetado para todo o conjunto habitacional. Algarismos significativos ( pág. 44 a 46 L.D.F.A.A.) Algarismos significativos ---> Conjunto de algarismos corretos de uma medida mais um último algarismo, que é o duvidoso ( zeros à direita são algarismos significativos e zeros à esquerda não são). ... Exemplo: em 12,00 os dois últimos zeros são significativos, o número tem quatro números significativos. Outros exemplos: · 0,5: tem 1 algarismo significativo; · 100: é Não Determinado (ND), pois acaba com um zero à direita do último dígito que não seja zero, sem a pontuação décimal; (necessita de referência/material divergente) · 0,00023: tem dois algarismos significativos, que são 23; · 052,6: tem 3 algarismos significativos; · 0,000200: tem três algarismos significativos, já que tem zeros à direita; · 755555,66: tem 8 algarismos significativos, porque 7,5 é um valor maior que 5. A posição da vírgula não influi no número de algarismos significativos, por exemplo, o comprimento de 0,0240m possui três algarismos significativos e pode ter a posição da vírgula alterado de várias formas usando uma potência de dez, e sem alterar o seu número de algarismos significativos. Veja abaixo: 0,0240m = 0,240x10−1m = 0,240dm 0,0240m = 2,40x10−2m = 2,40cm 0,0240m = 24,0x10−3m = 24,0mm Introdução ao estudo do movimento: repouso, referencial, movimento, corpo extenso, ponto material, trajetória, deslocamento, intervalo de tempo, distância percorrida, velocidade escalar média, velocidade escalar instantânea, ( pág. 48 a 60 L.D.F.A.A.) Cinemática A Cinemática é a parte da Mecânica que descreve os movimentos, determinando a posição, a velocidade e a aceleração de um corpo em cada instante. Dinâmica, que estuda as causas dos movimentos. Partícula ou ponto material: é todo corpo cujas dimensões não interferem no estudo de um determinado fenômeno físico. Corpo Extenso: é todo corpo cujas dimensões interferem no estudo de um determinado fenômeno. Repouso, Movimento e Referencial. Observando os corpos à nossa volta, podemos ter uma ideia do que são movimento e repouso. Mas esses dois conceitos (movimento e repouso) são relativos: ao dormir você pode estar em repouso em relação às paredes de seu quarto; entretanto, em relação ao Sol, você está em movimento é um viajante espacial. Para determinar se um corpo se encontra em movimento é necessário adotar um referencial, e observar se a sua posição varia em relação ao tempo está em movimento, se não varia está em repouso. Um motociclista viajando de Brasília para o Rio de Janeiro encontra um grupo de quatro outros motociclistas viajando a uma mesma velocidade, ele então decide juntar-se ao grupo, emparelha sua moto à outra e passa a manter exatamente a mesma velocidade dos outros. Nesta situação é possível afirmar que em relação às outras motos ele está em repouso? Por quê? Sim, pois a definição de movimento diz que um corpo está em movimento em relação a determinado referencial quando a sua posição muda em relação a este referencial no decorrer do tempo. Como o referencial é a moto, suas posições relativas permanecem constates, portanto estão em repouso uma em relação à outra. Atividades 1, 2, 3 e5 pág. 50 Trajetória. É a linha descrita ou percorrida por um corpo em movimento e depende do referencial adotado. Atividades 2 e 3 pág. 56. Questões - Cinemática Velocidade média: 1. Um macaco que pula de galho em galho em um zoológico, demora 6 segundos para atravessar sua jaula, que mede 12 metros. Qual a velocidade média dele? S=12m t=6s v=? 2. Um carro viaja de uma cidade A a uma cidade B, distantes 200km. Seu percurso demora 4 horas, pois decorrida uma hora de viagem, o pneu dianteiro esquerdo furou e precisou ser trocado, levando 1 hora e 20 minutos do tempo total gasto. Qual foi a velocidade média que o carro desenvolveu durante a viagem? S=200km t=4h v=? Mesmo o carro tendo ficado parado algum tempo durante a viagem, para o cálculo da velocidade média não levamos isso em consideração. 3. No exercício anterior, qual foi a velocidade nos intervalos antes e depois de o pneu furar? Sabendo que o incidente ocorreu quando faltavam 115 km para chegar à cidade B. · Antes da parada: S= 200-115=85km t=1hora v=? · Depois da parada: S= 115km t= 4h-1h-1h20min= 1h40min=1,66h (utilizando-se regra de três simples) v=? 4. Um bola de basebol é lançada com velocidade igual a 108m/s, e leva 0,6 segundo para chegar ao rebatedor. Supondo que a bola se desloque com velocidade constante. Qual a distância entre o arremessador e o rebatedor? , se isolarmos S: 5. Durante uma corrida de 100 metros rasos, um competidor se desloca com velocidade média de 5m/s. Quanto tempo ele demora para completar o percurso? , se isolarmos t: Movimento Uniforme: , ( pág. 61 a 67 L.D.F.A.A.) 1. Um carro desloca-se em uma trajetória retilínea descrita pela função S=20+5t (no SI). Determine: (a) a posição inicial; (b) a velocidade; (c) a posição no instante 4s; (d) o espaço percorrido após 8s; (e) o instante em que o carro passa pela posição 80m; (f) o instante em que o carro passa pela posição 20m. Comparando com a função padrão: (a) Posição inicial= 20m (b) Velocidade= 5m/s (c) S= 20+5t S= 20+5.4 S= 40m (d) S= 20+5.8 S= 60m (e) 80= 20+5t 80-20=5t 60=5t 12s =t (f) 20= 20+5t 20-20= 5t t=0 2. Em um trecho de declive de 10km, a velocidade máxima permitida é de 70km/h. Suponha que um carro inicie este trecho com velocidade igual a máxima permitida, ao mesmo tempo em que uma bicicleta o faz com velocidade igual a 30km/h. Qual a distância entre o carro e a bicicleta quando o carro completar o trajeto? · Carro: S=10km v=70km/h t=? S=70t 10=70t 0,14h=t t=8,57min (usando regra de três simples) · Bicicleta O tempo usado para o cálculo da distância alcançada pela bicicleta, é o tempo em que o carro chegou ao final do trajeto: t=0,14h v=30km/h t=0,14h S=? S=0+30.(0,14) S=4,28Km 3. O gráfico a seguir mostra as posições em função do tempo de dois ônibus. Um parte de uma cidade A em direção a uma cidade B, e o outro da cidade B para a cidade A. As distâncias são medidas a partir da cidade A. A que distância os ônibus vão se encontrar? Para que seja possível fazer este cálculo, precisamos saber a velocidade de algum dos dois ônibus, e depois, calcular a distância percorrida até o momento em que acontece o encontro dos dois, onde as trajetórias se cruzam. Calculando a velocidade ônibus que sai da cidade A em direção a cidade B (linha azul) Sabendo a velocidade, é possível calcular a posição do encontro, quando t=3h. 4. Um carro, se desloca a uma velocidade de 20m/s em um primeiro momento, logo após passa a se deslocar com velocidade igual a 40m/s, assim como mostra o gráfico abaixo. Qual foi o distância percorrida pelo carro? Tendo o gráfico da v x t, o deslocamento é igual à área sob a reta da velocidade. Então: S= Área A + Área B S=205 + 40(15-5) S=100+400 S=500m 5. Dois trens partem simultaneamente de um mesmo local e percorrem a mesma trajetória retilínea com velocidades, respectivamente, iguais a 300km/h e 250km/h. Há comunicação entre os dois trens se a distância entre eles não ultrapassar 10km. Depois de quanto tempo após a saída os trens perderão a comunicação via rádio? Para este cálculo estabelece-se a velocidade relativa entre os trens, assim pode-se calcular o movimento como se o trem mais rápido estivesse se movendo com velocidade igual a 50km/h (300km/h-250km/h) e o outro parado. Assim: v=50km/h S=10km t=? Movimento uniformemente variado ( pág. 69 a 81 L.D.F.A.A. 01. (FUVEST) Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a 2,0 m/s2. Pode-se dizer que sua velocidade escalar e a distância percorrida após 3,0 segundos, valem, respectivamente: a) 6,0 m/s e 9,0m; b) 6,0m/s e 18m; c) 3,0 m/s e 12m; d) 12 m/s e 35m; e) 2,0 m/s e 12 m 02. (FUND. CARLOS CHAGAS) Dois móveis A e B movimentam-se ao longo do eixo x, obedecendo às equações móvel A: xA = 100 + 5,0t e móvel B: xB = 5,0t2, onde xA e xB são medidos em m e t em s. Pode-se afirmar que: a) A e B possuem a mesma velocidade; b) A e B possuem a mesma aceleração; c) o movimento de B é uniforme e o de A é acelerado; d) entre t = 0 e t = 2,0s ambos percorrem a mesma distância; e) a aceleração de A é nula e a de B tem intensidade igual a 10 m/s2. 03. (MACKENZIE) Um móvel parte do repouso com aceleração constante de intensidade igual a 2,0 m/s2 em uma trajetória retilínea. Após 20s, começa a frear uniformemente até parar a 500m do ponto de partida. Em valor absoluto, a aceleração de freada foi: a) 8,0 m/s2 b) 6,0 m/s2 c) 4,0 m/s2 d) 2,0 m/s2 e) 1,6 m/s2 04. (UFMA) Uma motocicleta pode manter uma aceleração constante de intensidade 10 m/s2. A velocidade inicial de um motociclista, com esta motocicleta, que deseja percorrer uma distância de 500m, em linha reta, chegando ao final desta com uma velocidade de intensidade 100 m/s é: a) zero b) 5,0 m/s c) 10 m/s d) 15 m/s e) 20 m/s 05. (UFPA) Um ponto material parte do repouso em movimento uniformemente variado e, após percorrer 12 m, está animado de uma velocidade escalar de 6,0 m/s. A aceleração escalar do ponto material, em m/s vale: a) 1,5 b) 1,0 c) 2,5 d) 2,0 e) n.d.a. 06. (UNIP) Na figura representamos a coordenada de posição x, em função do tempo, para um móvel que se desloca ao longo do eixo Ox. Os trechos AB e CD são arcos de parábola com eixos de simetria paralelos ao eixo das posições. No intervalo de tempo em que o móvel se aproxima de origem dos espaços o seu movimento é: a) uniforme e progressivo; b) retrógrado e acelerado; c) retrógrado e retardado; d) progressivo, retardado e uniformemente variado; e) progressivo, acelerado e uniformemente. 07. (PUCC) Um vaso de flores cai livremente do alto de um edifício. Após ter percorrido 320cm ele passa por um andar que mede 2,85 m de altura. Quanto tempo ele gasta para passar por esse andar? Desprezar a resistência do ar e assumir g = 10 m/s2. a) 1,0s b) 0,80s c) 0,30s d) 1,2s e) 1,5s 08. (PUCC) Duas bolas A e B, sendo a massa de A igual ao dobro da massa de B, são lançadas verticalmente para cima, a partir de um mesmo plano horizontal com velocidades iniciais. Desprezando-se a resistência que o ar pode oferecer, podemos afirmar que: a) o tempo gasto na subida pela bola A é maior que o gasto pela bola B também na subida; b) a bola A atinge altura menor que a B; c) a bola B volta ao ponto de partida num tempo menor que a bola A; d) as duas bolas atingem a mesma altura; e) os tempos que as bolas gastam durante as subidas são maiores que os gastos nas descidas. 09. (UFPR) Um corpo é lançado verticalmente para cima, atinge certa altura, e desce. Levando-se em conta a resistência do ar, pode-se afirmar que o módulo de sua aceleração é: a) maior, quando o corpo estiver subindo; b) maior, quando o corpo estiver descendo; c) igual ao da aceleração da gravidade, apenas quando o corpo estiver subindo; d) o mesmo, tanto na subida quanto na descida; e) igual ao da aceleração da gravidade, tanto na subida quanto na descida. 10. (UCPR) Num local onde a aceleração da gravidade vale 10 m/s2 uma pedra é abandonada de um helicóptero no instante em que este está a uma altura de 1000m em relação ao solo.Sendo 20s o tempo que a pedra gasta para chegar ao solo, pode-se concluir que no instante do abandono da pedra o helicóptero: (Desprezam-se as resistências passivas) a) subia b) descia c) estava parado d) encontrava-se em situação indeterminada face aos dados; e) esta situação é impossível fisicamente. Leia o artigo: Movimento Uniformemente Variado Respostas: 01 – A 02 – E 03 – A 04 – A 05 – A 06 – D 07 – C 08 -D 09 – A 10 – A 1)(FUVEST) Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a 2,0 m/s2. Pode-se dizer que sua velocidade escalar e a distância percorrida após 3,0 segundos, valem, respectivamente: a) 6,0 m/s e 9,0m; b) 6,0m/s e 18m; c) 3,0 m/s e 12m; d) 12 m/s e 35m; e) 2,0 m/s e 12 m. 2)(UFPA) Um ponto material parte do repouso em movimento uniformemente variado e, após percorrer 12 m, está animado de uma velocidade escalar de 6,0 m/s. A aceleração escalar do ponto material, em m/s, vale: a) 1,5 b) 1,0 c) 2,5 d) 2,0 e) n.d.a. 3)Uma pedra é lançada do décimo andar de um prédio com velocidade inicial de 5m/s. Sendo a altura nesse ponto igual a 30 m e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, a velocidade da pedra ao atingir o chão é: a) 5 m/s b) 25 m/s c) 50 m/s d) 30 m/s e) 10 m/s 4)Um móvel parte do repouso e percorre uma distância de 200 m em 20s. A aceleração desse móvel, em m/s2, é: a) 0,5 b) 0,75 c) 1 d) 1,5 e) 2 FUNÇÃO HORÁRIA RESPOSTAS Questão 1 a = 2,0 m/s2 t = 3 s v0 = 0 (pois o veículo parte do repouso) Utilizamos a equação v = v0 + at: v = 0 + 2 . 3 v = 6 m/s Também utilizamos a função horária do espaço para o movimento uniformemente variado: S = S0 + v0t + 1 at2 2 Como S0 e v0 são iguais a zero, reescrevemos a fórmula da seguinte forma: S = 1 at2 2 S = 1 at2 2 S = 1 . 2 .32 2 S = 9 m A alternativa correta é a letra A. Questão 2 Dados: Δs = 12 m v = 6 m/s v0 = 0 Para calcular a aceleração com esses dados, devemos utilizar a equação de Torricelli: v2 = v02 + 2.a.Δs 62 = 02 + 2.a.12 36 = 24a a = 36 24 a = 1,5 m/s2 Alternativa A Questão 3 Dados: v0 = 5 m/s h = 30 m g = 10 m/s2 Utilizamos a equação de Torricelli para calcular a velocidade da pedra no final da queda livre: v2 = v02 + 2.a.h v2 = 52 + 2.10.30 v2 = 25 + 600 v2 = 625 v = √625 v = 25 m/s Alternativa b Questão 4 S = 200 m t = 20 s v0 = 0 Utilizamos a função horária da posição: S = S0 + v0t + 1 at2 2 200 = 0 + 0.20 + 1.a.202 2 200 = 1a . 400 2 200 = 200 a a = 200 200 a = 1 m/s2 Alternativa C Diariamente, fechamos e abrimos muitos circuitos elétricos. Ao fazermos isso, estamos utilizando energia elétrica, que é obtida de uma usina geradora de eletricidade. Ferro elétrico, chuveiro e torradeira transformam energia elétrica em térmica. Esses aparelhos têm, como um dos seus componentes, o resistor, um fio de material especial (diferente dos fios de ligação), responsável pelo aquecimento. Por isso, são denominados resistivos. Podemos representar o aparelho elétrico resistivo só por seu resistor, utilizando o símbolo da figura abaixo. Símbolo de um resistor e representação do circuito elétrico simples aberto, com um aparelho resistivo. Uma lâmpada incandescente também pode ser considerada um resistor, uma vez que a maior parte da energia elétrica é transformada em energia térmica, em seu filamento; e o restante, em energia luminosa. Os símbolos que utilizaremos para indicar os circuitos têm como objetivo principal a representação de aparelhos, fontes, fios de ligação e interruptores. Qualquer circuito com um resistor será representado pelo símbolo da resistência e qualquer tipo de interruptor será representado como na figura abaixo. Símbolo de chave aberta e chave fechada. Quando o aparelho estiver desligado, a chave estará aberta. Pilhas ou baterias serão representadas pelo símbolo: Símbolo representando uma fonte de energia O traço menor representa o polo negativo e o maior, o positivo. Observe, no circuito, que as três pilhas estão conectadas em sequência, ou seja, estão ligadas em série, de forma que o polo positivo de uma seja ligado ao negativo da outra. Representação de um circuito elétrico de uma lanterna alimentada por três pilhas. O chuveiro elétrico também possui um resistor, e seu circuito é semelhante ao da segunda figura. O interruptor desse aparelho é acionado pela pressão da água sobre um diafragma, que produz o contato elétrico entre os fios de ligação e o resistor. http://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-movimento-uniformemente-variado.htm#resp-3 Uma das coisas que faz muita gente errar em conta é confundir grandezas escalares e vetoriais. Para ajudá-lo nas questões de Física do Enem, preparamos uma explicação para você! Grandezas escalares são aquelas que podem ser definidas apenas com um valor e sua unidade de medida. Se te perguntam a temperatura, é comum responder 23ºC, por exemplo. Não vemos necessidade de ter mais nenhuma informação. Outros exemplos de grandezas físicas são: massa (90 kg), volume (3 litros), distância (60 km), tempo (90 minutos), etc. Já as grandezas vetoriais necessitam, além do valor e da unidade de medida, informar o sentido e a direção. Elas podem ser representadas por um vetor. Um exemplo de grandeza vetorial é a força. Imagine uma brincadeira de cabo-de-guerra, como a da imagem abaixo: Faz sentido dizer que o jogo acabou porque uma das pessoas puxou a corda com uma força de 40 N? Para sabermos qual lado ganhou, precisamos também informar em qual direção e sentido a força de 40 N foi aplicada. Por exemplo: foi aplicada uma força de 40 N na direção horizontal e no sentido da direita. Agora sim! Aliás, veja a representação de um gráfico para ficar bem clara a diferença entre direção e sentido: Mais exemplos de grandezas vetoriais são: velocidade, aceleração, campo elétrico e campo magnético, entre outros. Essa foi nossa dica de hoje, não se esqueça que para fixar tais conteúdos é necessário resolver exercícios sobre o assunto. Você pode obtê-los baixando edições passadas do Enem ou adquirindo nossas Apostilas que trazem mais de 900 questões das últimas 5 provas do exame resolvidas e explicadas em detalhes! VELOCIDADE ANGULAR Em Movimento uniforme estudamos o conceito de velocidade escalar, que é a rapidez com que uma partícula se movimento ao longo de uma trajetória conhecida. Agora vamos estudar o comportamento de uma partícula que se movimenta ao longo de uma circunferência, descrevendo um movimento circular. Velocidade angular A velocidade escalar (ou velocidade linear) descreve a rapidez com que uma partícula percorre determinada trajetória. A velocidade angular descreve a rapidez com que uma partícula percorre determinado ângulo central de uma circunferência. Considere que uma partícula descreva uma circunferência com velocidade escalar constante. Ela se desloca entre dois pontos A e B em um intervalo de tempo (Δt). A velocidade angular (ω) da partícula é definida como sendo a relação entre o ângulo descrito (Δφ) e o intervalo de tempo correspondente (Δt). \omega \space = \Delta\varphi \over \Delta t\omega \space = \Delta\varphi \over \Delta t ω = velocidade angular Δφ = ângulo descrito Δt = intervalo de tempo A unidade de velocidade angular no Sistema Internacional de Unidades é rad/s. Aplicação 1 Considere uma partícula que descreve um movimento circular percorrendo três voltas a cada dois minutos. Calcule sua velocidade angular em rad/s. Inicialmente, lembre que uma volta corresponde a 2π rad. Sua velocidade angular, em rad/s, será o ângulo descrito (3 voltas = 2π rad) em dois minutos, isto é, ω = 6π (rad)/120 s = π/20 rad/s. VELOCIDADE ANGULAR E ESCALAR Existe uma importante relação matemática entre a velocidade angular e velocidade escalar (ou velocidade linear). A relação podeser escrita do seguinte modo: V = ω.R. Onde R é o raio da trajetória descrita pela partícula. Aplicação 2 Um carro, cujo raio do pneu vale 20 cm, desloca-se com velocidade escalar constante de 108 km/h. Calcule a velocidade angular de um dos pneus, supondo que nenhuma das rodas esteja deslizando. O problema oferece as seguintes informações: - Velocidade escalar = velocidade linear = 108 km/h = 30 m/s - Raio do pneu = 20 cm Temos que: ω=vR=300,20=rad/sω=vR=300,20=rad/s PERÍODO E FREQUÊNCIA Período (T) de uma partícula que realiza um movimento circular uniforme é o intervalo de tempo necessário para que ela complete uma volta. Como exemplo, podemos dizer que o período do ponteiro dos minutos de um relógio é de 1 hora e o período do ponteiro das horas é de 12 horas. Frequência (f) de uma partícula que executa um movimento circular uniforme é a relação entre o número de voltas realizadas e o intervalo de tempo correspondente. f=número de voltas realizadasintervalo de tempo correpondentef=número de voltas realizadasintervalo de tempo correpondente A unidade de frequência no sistema internacional de unidades é o hertz. 1 hertz = 1 volta1 segundo1 volta1 segundo Relação entre período e frequência Período = 1 \over frequência1 \over frequência VELOCIDADE ANGULAR PELO PERÍODO Como já vimos, a velocidade angular é a relação entre o ângulo descrito e o intervalo de tempo correspondente. Se o ângulo descrito for igual a uma volta (2π rad), o intervalo de tempo será igual ao período (T). Sendo assim, temos: ω=2π (rad)Tω=2π (rad)T Exercício Calcule a velocidade angular da Terra em torno de seu eixo, em radianos por hora. O período de rotação da Terra ao redor do seu eixo é de 24 h, isto é, T = 24 h. Sendo assim, temos: ω=2π (rad)24h=π (rad)12hω=2π (rad)24h=π (rad)12h VELOCIDADE ANGULAR E ESCALAR Existe uma importante relação matemática entre a velocidade angular e velocidade escalar (ou velocidade linear). A relação pode ser escrita do seguinte modo: V = ω.R. Onde R é o raio da trajetória descrita pela partícula. Aplicação 2 Um carro, cujo raio do pneu vale 20 cm, desloca-se com velocidade escalar constante de 108 km/h. Calcule a velocidade angular de um dos pneus, supondo que nenhuma das rodas esteja deslizando. O problema oferece as seguintes informações: - Velocidade escalar = velocidade linear = 108 km/h = 30 m/s - Raio do pneu = 20 cm Temos que: ω=vR=300,20=rad/sω=vR=300,20=rad/s PERÍODO E FREQUÊNCIA Período (T) de uma partícula que realiza um movimento circular uniforme é o intervalo de tempo necessário para que ela complete uma volta. Como exemplo, podemos dizer que o período do ponteiro dos minutos de um relógio é de 1 hora e o período do ponteiro das horas é de 12 horas. Frequência (f) de uma partícula que executa um movimento circular uniforme é a relação entre o número de voltas realizadas e o intervalo de tempo correspondente. f=número de voltas realizadasintervalo de tempo correpondentef=número de voltas realizadasintervalo de tempo correpondente A unidade de frequência no sistema internacional de unidades é o hertz. 1 hertz = 1 volta1 segundo1 volta1 segundo Relação entre período e frequência Período = 1 \over frequência1 \over frequência VELOCIDADE ANGULAR PELO PERÍODO Como já vimos, a velocidade angular é a relação entre o ângulo descrito e o intervalo de tempo correspondente. Se o ângulo descrito for igual a uma volta (2π rad), o intervalo de tempo será igual ao período (T). Sendo assim, temos: ω=2π (rad)Tω=2π (rad)T Exercício Calcule a velocidade angular da Terra em torno de seu eixo, em radianos por hora. O período de rotação da Terra ao redor do seu eixo é de 24 h, isto é, T = 24 h. Sendo assim, temos: ω=2π (rad)24h=π (rad)12hω=2π (rad)24h=π (rad)12h Diariamente nos deparamos com muitas grandezas físicas. Algumas dessas grandezas ficam perfeitamente definidas com um valor numérico e sua unidade de medida. É o caso, por exemplo, da temperatura. Quando dizemos que a temperatura ambiente é de 23º C, não precisamos de mais nenhuma informação para explicar esse fenômeno. No entanto, existem grandezas que, além do valor numérico e da unidade de medida, necessitam de uma direção e um sentido para que fiquem perfeitamente definidas. Por exemplo, a distância entre Goiânia (GO) e Brasília (DF) é de aproximadamente 170 km. Para chegarmos a Brasília, partindo de Goiânia, devemos percorrer cerca de 170 km, na direção nordeste e sentido Goiânia-Brasília. As grandezas que são definidas apenas pelo seu valor numérico e sua unidade de medida são chamadas de grandezas escalares. São grandezas escalares: Tempo, Temperatura, Volume, Massa, Trabalho de uma Força, etc. Aquelas que necessitam de uma direção e um sentido, além do valor numérico e da unidade de medida, são chamadas de grandezas vetoriais. As grandezas vetoriais são representadas por vetores. Vetor é um ente matemático caracterizado por possuir um sentido, uma direção e um módulo (intensidade). Graficamente, vetor é representado por uma reta orientada, indicado por uma letra sobre a qual colocamos uma seta. vetor força vetor aceleração vetor velocidade São grandezas vetoriais: Velocidade, Aceleração, Força, Deslocamento, Empuxo, Campo elétrico, Campo magnético, Força peso, etc.