Portfólio cinemática e dinâmica

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ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO - MÓDULO CIENTIFICO I
LARISSA ALE – 224282021
PORTFÓLIO DE DESAFIOS
FÍSICA: CINEMÁTICA E DINÂMICA
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Guarulhos
2021
LARISSA ALE
PORTFÓLIO DE DESAFIOS
FÍSICA: CINEMÁTICA E DINÂMICA
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia de Controle e Automação do Centro Universitário ENIAC para a disciplina Física: Cinemática e Dinâmica.	Comment by Igor Nobre Barreto: No local (Nome do curso) deve ser inserido o nome de seu curso fora dos Parênteses (), assim com em nome da disciplina deve-se retirar os Colchetes []
Prof.Luciano Galdino	Comment by Igor Nobre Barreto: O nome completo de seu professor fica disponível em seu próprio portal, dento da matéria no canto superior esquerdo ou direito.Para alunos dos cursos EaD, deve-se colocar apenas o nome de um dos professores que constam em Corpo Docente em seu portal, neste mesmo local.
Guarulhos
2021
Respostas
Unidade 01:
Um exemplo de movimento no qual pode ser indesejável que a velocidade se mantenha constante é o processo de aquaplanagem que um carro pode sofrer por estar com pneus velhos passando em alguma estrada coberta com água. Nesta situação, o carro pode não conseguir frear e acidentes podem ocorrer.
Suponha que você se encontra em um carro com velocidade v1 que começa a aquaplanar em uma estrada retilínea e não desacelera. A uma distância d = 300 m à sua frente se encontra um outro veículo, se movendo com velocidade v2 = 90 km/h. Considere que sua velocidade é mais alta e que o outro veículo só poderá desviar a uma distância H = 2 km do ponto onde você está.
Qual o maior valor da velocidade v1 possível para que os dois veículos não colidam antes do desvio? 
Resposta: 
D=300 m
Carro 01 Carro 02
V=0 V2=90km/h
V1=? S=300+25*t
S=So+v*t 						 s2=So2+v2*t
S1=S1+v1*t
H= 2km 2*10002000m
S1 = S2 
V1*t=300+25*t
V1*t -25*t=300
t*(v1-25) = 300
t = 
S1=v1*t
2000=v1 * 
2000*(v1-25) = v1 *301=0
2000v1-50000=300*v1
2000v1-300v1 = 50000
1700v1=50000
V1=
V1=29,41 m/s
A maior velocidade para que não ocorra a colisão entre os dois veículos é de 29,41m/s.
Unidade 02:
O freio ABS é um sistema de frenagem que evita que as rodas bloqueiem e entrem em derrapagem, deixando o automóvel sem aderência à pista. Esse sistema se tornou obrigatório nos novos carros e é considerado um item de segurança para o motorista e seus passageiros. Suponha que você é um engenheiro que trabalha na área de segurança em uma fábrica de automóveis e deseja testar o sistema de frenagem de um carro, calculando o valor de sua desaceleração. Para isso, será realizado o seguinte teste: em uma pista de testes, o veículo está a uma velocidade de 108km/h, quando o motorista aciona o freio até que o veículo pare 100m mais adiante.
Sabendo que a fábrica considera a situação anterior como um teste de qualidade, no qual o projeto do carro é aprovado se a variação de velocidade no tempo é superior a 4m/s², analise e conclua se esse carro será aprovado no teste realizado pela fábrica.
Resposta:
V=108 km/h
Vf=0
S=100m
a=?
- Converter a velocidade para m/s:
 = 30 m/s
V² = Vo² + 2* a * S
0 = 30²+2*a*100
0=900+200ª
-900=200ª
 = a
a = -4,5 m/s²
Portanto o menor valor da desaceleração necessária para que o veículo não caia no rio X é de 4,5 m/s².
Unidade 03:
Gaviões são aves de rapina que têm excelente visão e domínio de movimentação no espaço tridimensional em que vivem. Suponha que você esteja observando a seguinte situação: um gavião, que pode atingir velocidades de até 60m/s, transporta uma presa voando horizontalmente a uma altura h1 = 900m do solo. Entretanto, a presa consegue se desvencilhar e cair, enquanto o gavião segue movendo-se com a velocidade V0 = 10m/s. Após um intervalo de tempo Δt = 7s, o gavião observa a posição da presa e decide partir em uma trajetória retilínea para recapturá-la. Sabendo que o gavião pode interceptar a presa até a altura h3 = 5m do solo, utilize seus conhecimentos acerca do movimento em duas dimensões para saber se ele conseguirá ou não recapturar a presa. Despreze a resistência do ar.
Resposta:
d= Vx*∆t
d=10m/s * 7s 
d= 70m
h2 = ½ *g*t² 
h2= ½*9,8*(7)² 
h2= 240,1m
V= √V2/x +√V2/y 
V= √(68,6)² + √ (10)² 
V= 69,3 m/s
Sendo assim, o gavião não irá conseguir alcançar o rato, devido o rato estar a 
uma velocidade maior do que a que o gavião consegue atingir e a uma distância de 240,1m.
Unidade 04:
Você sabia que os asteroides são uma ameaça à vida na Terra?
Calcule uma estimativa de velocidade de colisão desse objeto, considerando as seguintes aproximações:
- Vácuo (a maior parte do trajeto é no vácuo).
- Sem interferência gravitacional de demais corpos (o asteroide poderia estar iniciando o movimento longe da lua, com ângulo oposto).
- a = g = aceleração da gravidade = 0.166 m/s2 (aceleração média do percurso).
- Distância inicial = distância da lua à Terra.
- Distância final = raio da Terra.
Com essas condições, qual é a velocidade final mínima perpendicular à superfície da Terra, de um asteroide que colide com o planeta?
Vo=0
S1 = 3,844*m
S2= 6,371*m
∆S= S1-S2
∆S=3,844*m – 6,371*m
∆S= 378 029 000
V²= V₀² + 2*a(∆S)
V² = 0 + 2*0,166*378 029 000
V²=1259529262,5
V=
V=11 223 m/s
Portanto, a velocidade final mínima perpendicular á superfície da Terra , de um asteroide que colide com o planeta é de 11 223 m/s m/s².
Unidade 05:
Você está viajando de carro em uma autoestrada confortavelmente sentado no banco do passageiro do carro. O motorista, seu amigo Antônio, dirige o carro em uma longa reta com uma velocidade aproximadamente constante de 110km/h. Você relaxa e está quase adormecendo. Subitamente, o motorista avista um animal atravessando a pista e freia o carro de forma brusca. Você acorda sentindo uma forte impulsão em direção ao painel do carro. Felizmente, o cinto de segurança o impede de ser jogado contra o painel do carro ou mesmo de ser arremessado para fora pelo para-brisa.
Em seguida, Antônio volta a acelerar o carro. Você sente o seu corpo empurrando o encosto do banco do carro para trás, mas, ao mesmo tempo, o encosto do banco o empurra para frente com uma força igual. Apesar de essas forças serem iguais em módulo, mas em sentidos opostos, você é acelerado para frente juntamente com o carro. O carro acelerou do repouso até alcançar a velocidade de 110km/h em, aproximadamente, 6,3 segundos. Você teve a sensação de que a força que o encosto do banco exerceu sobre ele nesse intervalo de tempo foi igual? metade do seu peso.
a) Analisando a situação, avalie os seguintes fatos e o que se pode concluir a partir deles:
I. Você tem a sensação de ser impulsionado contra o painel do carro quando este freia.
II. Mesmo sendo iguais em módulo e com sentidos opostos, as forças de interação entre o encosto do banco e o seu corpo resultam na sua aceleração.
b) Supondo que sua massa seja de 70kg, compare a força média que o encosto do banco exerceu sobre o seu corpo enquanto o carro estava acelerando de 0 a 110km/h com o seu peso.
Unidade 06:
A máquina de Atwood é um sistema de duas massas conectadas por duas cordas e sujeitas a ação da força da gravidade. Esse sistema pode ser utilizado para retardar a queda de uma das massas, como sugere a figura a seguir.
Você é engenheiro e quer saber se a corda representada na figura servirá para ser usada em determinada situação em que a tensão produzida será de 20N. Você sabe que essa corda já foi utilizada para sustentar duas massas m1 = 1,5m2 e m2 = 2kg e não rompeu. Determine seessa corda também poderá ser usada em outra situação com T = 20N.
A tensão na corda equivale a 17,14 Newtons. 
Corpo de 1,5kg:
T - Peso = Fr 
T - mg = ma 
T - 1,5. 10 = 1,5a 
T - 15 = 1,5a
T= 1,5a + 15
Corpo de 2,0 Kg:
Peso - T = Fr 
mg - T = ma 
2. 10 - T = 2a 
20 - T = 2a 
20 - (1,5a + 15) = 2a 
5 = 3,5a 
a = 1,43 m/s² 
T= 1,5a + 15
T = 17,14 N