Portfólio de Física Cinemática e Dinamica

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ENGENHARIA CIVIL – FÍSICA: CINEMÁTICA E DINÂMICA
REGINALDO VIEIRA SOARES – RA 550052019
PORTFÓLIO DE FÍSICA:CINEMÁTICA E DINÂMICA
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GUARULHOS SP
2021
REGINALDO VIEIRA SOARES – RA 550052019
PORTFÓLIO DE FÍSICA: CINEMÁTICA E DINÂMICA
 
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário ENIAC para a disciplina de Física: Cinemática e Dinâmica.
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 Professora. Maria Cristina Tagliari Diniz
GUARULHOS SP
2021
Desafio 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? 
Parte superior do formulário
 Resposta:
D=300 m
Carro 01 Carro 02
V=0 V2=90 Km/h
V1=?
S=300+25*t
S=S0+v*t 	 S2=S02+v2*t
S1=S1+v1*t
H=2km 2* 1000 2000m
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
2000v1-5000=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.
 
 
 
Desafio 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.
Parte superior do formulário
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
00
a = -4,5 m/s²
Portanto o menor valor da desaceleração necessária para que o veículo pare é de 4,5 m/s². Sendo o veículo aprovado no teste pela fábrica.
Desafio 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.
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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 o gavião consegue atingir e a uma distância de 240,1 m.
Desafio 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*
S=378 029 000
V² = Vo² + 2* a (S)
V² = 0+2*0,166*378 029 000
V² = 1259529262,5
=1259529262,5
V= 11 223 m/s
Portanto a velocidade final mínima perpendicular a superfície da Terra de um asteroide que colide com o planeta é de 11 223 m/s m/s².
Desafio 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.
Parte superior do formulário
 
Desafio 06:
A máquina de Atwood é um sistema de duas massas conectadas por duas cordas e sujeitas ? 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 se essa corda também poderá ser usada em outra situação com T = 20N.
Parte superior do formulário
A tensão da corda equivale a 17,14 Newtons.
Corpo de 1,5 kg
T- peso=Fr
T- mg = ma
T-1,5.10=1,5ª
T=1,5ª + 15
Corpo de 2,0 kg
Peso - T= Fr
MG -T = ma
2.10-T=2a
20-T = 2a
5=3,5a
a= 1,43 m/s²
T = 1,5a + 15
T = 17,14N
Conclusão:
A física é uma ciência natural que estuda as interações entrematéria e energia, estuda também os fenômenos mais fundamentais da natureza, desde os mais elementares aos mais complexos. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:	
HIBBELER, R. C. Statics and dynamics. 14. ed. New Jersey: Pearson, 2016. BEER, P. F. et al. Vector mechanics for engineers: statics and dynamics. 9. ed. New York: McGraw-Hill, 2010. 
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