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Estuda e descreve os movimentos, sem se preocupar com as suas causas; Seu objetivo é descrever apenas como se movem os corpos. Quando dizemos que um corpo está em movimento, devemos explicitar em relação a que outro corpo, sua posição se altera em função do tempo. Ex.: um trem que se aproxima de uma estação onde alguns passageiros aguardam sentados. Em relação à estação, o trem está em movimento e os passageiros estão em repouso. Já em relação ao trem, tanto a estação quanto os passageiros estão em movimento. Neste sentido, o conceito de movimento é relativo, ou seja, depende do corpo de referência adotado. Movimento: quando a posição de um corpo varia, em relação a um dado referencial, durante um intervalo de tempo qualquer; Repouso: quando a posição do corpo não varia, em relação a um referencial, durante um intervalo de tempo; Trajetória: caminho que ele percorreu durante sucessivos instantes de tempo, ao longo de seu movimento. Deslocamento: decorre da definição de movimento; Distancia percorrida: decorre da definição de trajetória. Suponha que um corpo partindo do ponto 𝐴 alcance o ponto 𝐵 ora pelo caminho 𝐶1 , ora pelo caminho 𝐶2 . O deslocamento do corpo, em ambos os casos, é ∆𝑆 que une os dois pontos. Assim, dado um sistema de referência, a partir do qual se possa determinar a posição 𝑆𝑖 do ponto 𝐴 e a posição 𝑆𝑓 do ponto 𝐵, definimos o deslocamento ∆𝑆 como sendo: ∆𝑆 = 𝑆𝑓 − 𝑆𝑖 Entretanto, as distâncias percorridas dependerão do comprimento de cada uma das trajetórias (caminhos 1 e 2) (𝑉𝑚) É definida a partir do conceito de deslocamento; Informa a rapidez com que o corpo se desloca entre duas posições; Ex.: você caminhe uma quadra com 60 metros de extensão, em linha reta, em 1 minuto. Logo, terá sofrido um deslocamento, em média, de 1 m a cada 1 s de caminhada. Diz-se, então, que sua velocidadde média foi de 1m/s. isso quer É todo corpo ou ponto em relação ao qual se verifica a variação de posição de um outro corpo. dizer que você tenha mantida esta velocidade ao longo de todo a quadra. Essa velocidade indica, apenas, que a cada 1s de caminhada, você variou sua posição em 1m. A velocidade média é a razão entre o deslocamento ∆𝑆 e o inntrvalo de tempo ∆𝑡 A diferença entre a velocidade média está no fato de que ∆𝑡 é tomado como sendo infinitamente pequeno, ou seja, o intervalo reduz-se a um instante de tempo, então, pode-se dizer que a velocidade média torna-se a velocidade naquele instante. Ex.: um móvel se desloca com velocidade igual a 90km/h. para transformarmos o valor da velocidade desse móvel para o sistema SI temo que considerar o seguinte: É a rapidez com que a velocidade de um corpo é modificada ao longo do tempo; Ou, o quanto a velocidade instantânea mudou em um determinado tempo; Velocidade – não velocidade média – também é uma grandeza vetorial, ou seja, expressa por um vetor. Logo, a aceleração é a medida da variação do vetor velocidade, assim, a aceleração também é uma grandeza vetorial. Ex.: você está dirigindo um carro em uma estrada perfeitamente reta. Ao olhar no seu relógio, você se dá conta que está atrasado e então começa a aumentar a velocidade do carro (acelerar ele). Então, essa aceleração não mudou a trajetória do carro, ela só fez o carro andar mais rápido, alterando o módulo de velocidade; A aceleração tangencial sempre ocorre na mesma direção da velocidade, mas não necessariamente no mesmo sentido. 𝑎1 = ∆𝑉 ∆𝑡 Essa equação está informando que a aceleração tangencial é a razão entre a variação da velocidade e a variação do tempo. dfv Ocorre apenas em movimentos que possuem curvas; A conversão de km/h para m/s é feita dividindo a velocidade por 3,6; A velocidade média calculada em um intervalo de tempo muito pequeno, tendendo a zero, é dita velocidade instantânea. O movimento é chamado de movimento acelerado quando a velocidade e a aceleração têm o mesmo sentido. Ex.: acelerar o carro em linha reta é um exemplo de movimento acelerado. O movimento retardado acontece quando a velocidade e a aceleração têm sentidos contrários, como quando o carro é freado. A direção dessa aceleração é sempre perpendicular à direção da velocidade e o sentido sempre aponta para o centro da curva que o movimento está fazendo; Por isso, a aceleração centrípeta provoca uma variação na direção, mas não no valor da velocidade; Usamos a formula a seguir para acharmos o módulo dessa aceleração, e depende da velocidade em que o corpo faz curva e o raio dessa curva: Àquele em que o deslocamento do corpo em relação a um referencial se dá em uma trajetória retilínea com o valor de velocidade constante (não há aceleração tangencial); Quando afirmamos que um móvel executa movimente retilíneo uniforme com velocidade de 10 m/s, isto significa que em qualquer instante o valor da velocidade deste móvel será de 10 m/s, ou seja, não haverá variação na velocidade do móvel. Sabemos que todo corpo em movimento sofre uma variação de posição. Para indicar a posição de um corpo em um determinado instante, usamos a equação denominada Equação Horária: cdcd 𝑆 = posição final; 𝑆𝑂 = posição inicial; 𝑉 = velocidade; 𝑡 = tempo. 1. A posição de um móvel em Movimento Retilíneo Uniforme é representada pela equação 𝑆 = 2 + 5𝑡 . Usando as unidades do sistema internacional. Calcule: a) a posição inicial do móvel: 𝑆 = 2 + 5𝑡 (𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡 = 0) 𝑆 = 2 + 5.0 𝑆 = 2 + 0 𝑆 = 2 b) A posição do móvel no instante 𝑡 = 3: 𝑆 = 2 + 5𝑡 𝑆 = 2 + (5.3) 𝑆 = 2 + 15 𝑆 = 17 Em física, o gráfico é utilizado para mostrar a evolução no tempo de grandezas como espaço, velocidade e aceleração. Como já apresentado, temos no MRU a função horária: Como esta função é do 1° grau, podemos ter os seguintes gráficos S x t para o MRU: Para o MRU, a velocidade é constante e diferente de zero. Nesse caso a função será uma reta paralela ao eixo dos tempos. Movimento Progressivo: quando a velocidade do móvel está a favor do sentido da trajetória e sua velocidade; Movimento Retrógrado: quando ele está se deslocando em sentido contrário ao da trajetória e a sua velocidade é negativa. c) O deslocamento do móvel no instante 𝑡 = 10: 𝑆 = 2 + 5𝑡 𝑆 = 2 + (5.10) 𝑆 = 2 + 50 𝑆 = 52 (𝑝𝑜𝑠𝑖çã𝑜 𝑑𝑜 𝑚ó𝑣𝑒𝑙 𝑒𝑚 𝑡 = 10) ∆𝑆 = 𝑆 − 𝑆𝑜 ∆𝑆 = 52 − 2 ∆𝑆 = 50 d) a velocidade do móvel: 𝑉𝑚 = ∆𝑆 ∆𝑡 𝑉𝑚 = 50𝑚 10𝑠 𝑉𝑚 = 5𝑚/𝑠 No gráfico S x t temos: A definição de tangente 𝒕𝒈𝜽 = 𝒄𝒂𝒕𝒆𝒕𝒐 𝒐𝒑𝒐𝒔𝒕𝒐 𝒄𝒂𝒕𝒆𝒕𝒐 𝒂𝒅𝒋𝒂𝒄𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒕𝒈𝜽 = ∆𝑺 ∆𝒕 Aplicando a definição de tangente no nosso caso, temos: 𝑡𝑔𝜃 = ∆𝑆 ∆𝑡 Sabendo que 𝑽 = ∆𝑺 ∆𝒕 , temos então: 𝑉 = 𝑡𝑔𝜃 No gráfico V x t temos: Área de um retângulo: 𝑨 = 𝑩.𝒉 Aplicando em nosso caso, temos: 𝐴 = ∆𝑡. 𝑉 Sabendo que 𝑽. ∆𝒕 = ∆𝑺, temos então: ∆𝑆 = 𝐴 Realiza uma trejetória retilínea; O valor numérico da sua velocidade varia com o decorrer do tempo, e essa variação é conhecida como aceleração; A aceleração será constante e diferente de 0 Exs.: um automóvel no trânsito, um jogador de futebol durante uma partida, uma criança brincando, etc. Acontece em linha reta e possui aceleração tangencial constante. O MRUV pode ser descrito por três equações: Movimento acelerado: quando a velocidade e a aceleração têm mesmo sinal (ambas são positivas ou ambas são negativas); Movimento retardo: quando a velocidadee a aceleração possuem sinais diferentes. No caso do MRUV a função da velocidade é: Observando que a função é do 1° graus, portanto o gráfico será uma reta crescente ou decrescente. No MRUV, a aceleração é constante, portanto, o gráfico será uma reta paralela ao eixo. No caso do MRUV, a função que descreve a posição em função do tempo é dada por: Como a função horária é do 2° graus podemos ter os seguintes gráficos para o MRUV: No gráfico v x t temos: A definição de tangente 𝑡𝑔𝜃 = 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 Aplicando a definição de tangente no nosso caso, temos: 𝑡𝑔𝜃 = ∆𝑉 ∆𝑡 Sabendo que 𝒂 = ∆𝑽 ∆𝒕 , temos então: 𝑎 = 𝑡𝑔𝜃 No gráfico a x t temos: Área de um retângulo: 𝑨 = 𝑩. 𝒉 Aplicando em nosso caso, temos: 𝐴 = ∆𝑡. 𝑎 Sabendo que 𝒂. ∆𝒕 = ∆𝑽, temos então: ∆𝑉 = 𝐴 Portanto, se tivermos um gráfico a x t no MRUV, a área abaixo da curva, nos fornecerá o valor do deslocamento. Embora o movimento que será introduzido seja vertical, ele ficará sujeito as leis de movimento que já estudamos anteriormente; E a resistência do ar será desprezado. Abandono de um corpo a uma certa altura em relação ao solo; Considerando a seguinte situação: Um garoto do alto do prédio abandona uma pedra. O que eu sei a respeito? Sua velocidade inicial é 𝑉0 = 0 Observa-se que a medida que a pedra vai caindo, sua velocidade aumenta. Para velocidade aumentar é necessário que exista aceleração com o mesmo sentido da trajetória (para baixo) Se a pedra não possui motor, de onde vem esta aceleração? É a aceleração da gravidade, g. A aceleração é constante. A aceleração da gravidade possui as seguintes características: - Módulo: g ≅ 9,8m/s²; - Direção: vertical; - Sentido: orientação para o centro da Terra. Velocidade inicial no primeiro ser diferente de zero; Pode ter movimentos em ambos os sentindo, ou seja, de cima para baixo ou de baixo para cima. Qual a velocidade no ponto mais alto de um lançamento vertical para cima? A velocidade é igual a zero. Qual o tipo de movimento na subida? Movimento Retardado. Qual o tipo de movimento na descida? Movimento Acelerado. As equações que descrevem os movimentos verticais são as mesmas que foram apresentadas para o MRUV, devido à presença da aceleração da gravidade. Portanto, as equações que regem esses movimentos são: QUEDA LIVRE LANÇAMENTO VERTICAL 𝑣 = 𝑔. 𝑡 𝑣 = 𝑣0 + 𝑔. 𝑡 𝑠 = 1 2 𝑔. 𝑡² 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣0𝑡 1 2 𝑔. 𝑡² 𝑣² = 2. 𝑔. ∆𝑆 𝑣2 = 𝑣0 2 + 2.𝑔. ∆𝑆 Utilizaremos 𝑠0 = 0 no caso da queda livre, ou seja, colocaremos nosso referencial de origem no início do movimento. O sinal da aceleração da gravidade é adotado a partir do início do movimento; Caso o início seja de cima para baixo, teremos ‘g’ positivo (pois o corpo estará descendo auxiliado pela gravidade); Caso o início seja de baixo para cima, teremos ‘g’ negativo (pois o corpo estará sendo lançado contra a gravidade). É um movimento parte vertical e parte horizontal; Ex.: o movimento de uma pedra sendo arremessada em um certo ângulo com a horizontal, ou uma bola sendo chutada formando um ângulo com a horizontal; Com os fundamentos do movimento vertical, sabe-se que, quando a resistência do ar é desprezada, o corpo sofre apenas a aceleração da gravidade. O móvel se deslocará para frente em uma trajetória que vai até uma altura máxima e depois volta a descer, formando uma trajetória parabólica. Deve-se considerar o movimento oblíquo como sendo o resultante entre o movimento vertical (y) e o movimento horizontal (x); Na direção vertical o corpo realiza movimento uniformemente variado (MRUV), com velocidade igual a 𝑣0,𝑦⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗ e com velocidade igual a 𝑣0,𝑥⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗. O que acontece com a velocidade vertical durante a subida? Durante a subida a velocidade vertical diminui, chega a um ponto (altura máxima) onde 𝑣𝑦⃗⃗⃗⃗ = 0, e desce aumentando a velocidade. Qual o alcance máximo? O alcance máximo é a distância entre o ponto do lançamento e o ponto da queda do corpo, ou seja, onde y = 0. Velocidade instantânea? A velocidade instantânea é dada pela soma vetorial das velocidades horizontal e vertical, ou seja, 𝑣 = √𝑣𝑥 2 + 𝑣𝑦 2. O vetor velocidade é tangente à trajetória em cada momento. No sentido horizontal: 𝑣0,𝑥 = 𝑣0. 𝑐𝑜𝑠𝜃⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ No sentido vertical: 𝑣0,𝑦 = 𝑣0. 𝑠𝑒𝑛𝜃⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗ https://d335luupugsy2.cloudfront.net/cms/files/83545/ 1554731839Apostila-Fisica-ENEM-Vol1.pdf http://www.uezo.rj.gov.br/proext/FisicaCinematica.pdf https://d335luupugsy2.cloudfront.net/cms/files/83545/1554731839Apostila-Fisica-ENEM-Vol1.pdf https://d335luupugsy2.cloudfront.net/cms/files/83545/1554731839Apostila-Fisica-ENEM-Vol1.pdf http://www.uezo.rj.gov.br/proext/FisicaCinematica.pdf
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