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FÍSICA Prof. Claudia Ortiz Aula 01. Do História da Física ao Movimento Uniforme 1. Breve Histórico da Física - O estudo da natureza na antiguidade - O Renascimento e a Revolução Científica - Física Clássica x Física Moderna - O método científico - Ramos da Física 2. Grandezas, Unidades e Prefixos Grandezas: é toda medida que podemos fazer física e comparar a um padrão pré- definido da mesma espécie. Fundamentais x Derivadas Escalares x Vetoriais Unidades: unidade de medida é toda quantidade específica de uma grandeza física. Prefixos: nome que precede a unidade de medida para especificar um múltiplo ou submúltiplo 3. Conversão de Unidades - Regra de Três - Método da Multiplicação e Divisão - Método dos Prefixos - Relação Entre Volume e Capacidade - Conversão de Medidas de Tempo - Adição e Subtração de Medidas de Tempo - Conversão de Medidas de Velocidade 4. Notação Científica e Ordem de Grandeza Para representar números muito pequenos ou muito grandes utilização a notação científica: N = c x 10e Exemplos: Velocidade da luz no vácuo 300 000 000m/s Carga Elementar 0,000 000 000 000 000 000 16C Ordem de Grandeza: estimativa da potência de 10 mais próxima de determinada medida. Média Aritmética Média Geométrica 5. Conceitos Básicos de Cinemática Escalar Cinemática é a parte da Mecânica que descreve os movimentos sem estabelecer relações com as causas. - Partícula ou Ponto Material - Corpo Extenso - Trajetória - Espaço (s) - Movimento - Repouso - Referencial Deslocamento escalar (∆s) ∆s = sf – s0 Velocidade Escalar Média (Vm) Vm = ∆s / ∆t onde: ∆s = sf – s0 e ∆t = tf – t0 Velocidade Instantânea (v) É a velocidade escalar quando o intervalo de tempo tende a zero (∆t 0). É o valor da velocidade em um instante de tempo, como o marcado no velocímetro de um carro. 6. Movimento Uniforme (MU) É o tipo de movimento em que a velocidade escalar permanece constante. O MU pode ter qualquer trajetória, caso ela seja retilínea, será chamado de Movimento Retilíneo Uniforme (MRU). Quaisquer movimentos podem ser classificados em dois tipos quanto ao seu sentido de percurso: - Movimento Progressivo - Movimento Retrógrado Distância Percorrida (d) d = v. ∆t Função Horária dos Espaços s = f(t) S = S0 + v.t Análise Gráfica EXERCÍCIOS 01. Converta as seguintes unidades de medida: 500 mg g 0,075 Kg mg 0,65 mg µg 2564 mL m3 250L m3 50 m3 L 02. Faça a conversão dos seguintes valores de velocidade para m/s: 216 km/h 125 cm/s 300m/min 5,4 Km/h 2400 m/min 370 cm/s 10 800 m/h 0,08 Km/s 03. Qual é o intervalo de tempo que transcorre do instante 3 h 17 min 20 s até o instante 11 h 08 min 15 s? 04. Quantas horas, minutos e segundos existem nos seguintes intervalos: 12,46 h 32,26 h 77,8 h 05. O ritmo de crescimento constante de certa planta é de 0,9 cm por dia. Então, qual será o seu crescimento, em metros, após 1 mês, 2 semanas e 3 dias? 06. Um dispositivo produz 20 cm de corda plástica por segundo. Portanto, no mesmo ritmo de produção, qual será o comprimento total produzido, em km, em um intervalo de 2 h 10 min 50 s? 07. Um atleta que disputa uma maratona parte no instante 8 h 18 min 50 s. Se ele completar a corrida em 2 h 11min 31 s, qual será o instante de chegada? 08. São 17 h 30 min 23 s. Quanto tempo ainda falta para as 23 horas do mesmo dia? 09. Considere os três comprimentos seguintes: A = 0,521 km B = 5,21.10-2m C = 5,21.106 mm Coloque-os em ordem crescente. 10. Um homem caminha com velocidade vH = 3,6 km/h, uma ave, com velocidade vA = 30 m/min, e um inseto, com velocidade vI = 60 cm/s. Essas velocidades satisfazem a relação: a) vI > vH > vA b) vA > vI > vH c) vH > vA > vI d) vA > vH > vI e) vH > vI > vA 11. Represente os seguintes números em notação científica: 258 000 000 0, 0000053 368 000 180.105 0,00000014 0,007.10-3 12. Um objeto custa R$ 1,99. Qual é a ordem de grandeza da quantidade desses objetos que podem ser comprados com o capital de R$ 3 milhões? 13. Qual é a ordem de grandeza da quantidade de minutos vividos por uma pessoa de 70 anos? 14. Em um hotel com 200 apartamentos, o consumo médio de água por apartamento é de 100 litros por dia. Qual a ordem de grandeza do volume que deve ter o reservatório do hotel, em metros cúbicos, para abastecer todos os apartamentos em um dia? 15. Uma partida normal de futebol é disputada em 90 minutos. O estádio do Morumbi, em São Paulo, já recebeu cerca de 30 milhões de torcedores desde sua abertura, em 1960. A média de torcedores por partida é de aproximadamente 28 mil. Então, qual a ordem de grandeza do total de minutos de futebol já jogados no Morumbi? 16. Considere um carrinho movendo-se uniformemente sobre uma trajetória retilínea, plana e horizontal. Num certo instante, uma pessoa que está no carrinho arremessa uma bolinha verticalmente para cima. Desprezando a resistência do ar, indique a alternativa correta: a) Uma pessoa que está no referencial da Terra dirá que a bola se moveu para trás e não poderá retornar ao ponto de partida b) Uma pessoa que está no referencial do carrinho dirá que a bola se moveu para trás e não poderá retornar ao carrinho c) uma pessoa que está no referencial do carrinho verá a bola realizar uma trajetória parabólica, caindo novamente sobre o carrinho. d) Uma pessoa que está no referencial da Terra verá a bola realizar uma trajetória parabólica, caindo novamente sobre o carrinho. 17. Um móvel descreve sua trajetória partindo do ponto A (SA = -100 m), vai até o ponto B (SB = -300 m), de onde segue até o ponto C (SC = 200 m). Determine: a) o deslocamento de A a B b) o deslocamento de B a C c) o deslocamento de A a C d) a distância efetivamente percorrida de A a C 18. Um móvel parte do km 50, indo até o km 60, onde, mudando o sentido do movimento, vai até o km 32. Qual o deslocamento escalar e a distância efetivamente percorrida pelo móvel? 19. Ao passar pelo km 200 de uma rodovia, um motorista vê um anúncio: “Abastecimento e restaurante a 30 minutos”. Considerando que este posto de serviços se encontra no km 245 da rodovia, pode-se concluir que o anunciante prevê, para os carros que trafegam nesse trecho, qual velocidade escalar média? 20. Um automóvel deslocou-se durante 1 h com a velocidade constante de 60 km/h e, a seguir, por mais meia hora, com a velocidade constante de 42 km/h. Qual a velocidade média do automóvel, nesse intervalo de tempo, em m/s? 21. Uma cena de filme foi gravada durante 2 min, na proporção de 24 fotos por segundo. A projeção é realizada à razão de 20 fotos por segundo. Determine: a) o número de fotos tiradas b) o tempo de projeção 22. Em quanto tempo uma composição ferroviária de 200 m de comprimento a 50 km/h, realiza a travessia de uma ponte de 50 m de comprimento? 23. Um atirador ouve o ruído de bala atingindo o alvo 3,0 s após dispará-la com velocidade de 680 m/s. Sabendo que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, determine a distância entre o atirador e o alvo. 24. No km 370 de uma rodovia, um carro parte em MU retrógrado, mantendo a velocidade em 65 km/h, em valor absoluto. Por qual posição ele estará passando após 2 h 30 min? 25. No instante zero, a posição de um pássaro no ar sobre uma trajetória retilínea é de 30 m. Estando em MU retrógrado, com velocidade escalar de 3m/s, em valor absoluto, qual a função horária do espaço correspondente ao voo? 26. Um automóvel que se desloca com uma velocidade constante de 72 km/h ultrapassa outro que se desloca com uma velocidade constante de 54 km/h, numa estrada reta. O primeiro encontra-se 200 m atrás do instante t = 0s. Em que instante o primeiro estará ao lado do segundo? 27. As funções horárias de dois trens que se movimentam em linhas paralelas são: s1 = k1 + 40.t e s2 = k2 + 60.t onde o espaço s está em quilômetros e o tempo t está em horas. Sabendo que os trens estão lado a lado no instante t = 2,0h, a diferença k1 – k2, em quilômetros, é igual a: a) 30 b) 40 c) 60 d) 80 e) 100 28. Analise o gráfico a seguir e responda: a) Qual o espaço inicial? b) Em qual tempo o móvel passa pela origem? c) Qual a velocidade escalar média? d) Qual a função horária do espaço? 29. Calcule a velocidade escalar média, no intervalo de 0 a 10 s, do movimento representado pelo seguinte diagrama: 30. Indique ao diagrama abaixo e indique o que está acontecendo com o móvel em cada intervalo de tempo: 31. Determine as diferentes velocidades escalares apresentadas por um móvel até o instante 20s, no diagrama abaixo: