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FÍSICA “A gravidade explica os movimentos dos planetas, mas não pode explicar quem colocou os planetas em movimento. Deus governa todas as coisas e sabe tudo que é ou que pode ser feito.”Isaac Newton CONCEITOS BÁSICOS DA CINEMÁTICA Prof. Adair AULAS 1 E 2

9 Ano Fisica Aula

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  • FSICA A gravidade explica os movimentos dos planetas, mas no pode explicar quem colocou os planetas em movimento. Deus governa todas as coisas e sabe tudo que ou que pode ser feito.Isaac NewtonCONCEITOS BSICOS DA CINEMTICAProf. AdairAULAS 1 E 2

  • DIVISES PEDAGGICAS DA FSICA:FSICA - MECNICA - TERMOLOGIA - PTICA - ONDULATRIA - ELETRICIDADE (movimentos) (calor) (luz) (ondas) (energia eltrica) - CINEMTICA (efeitos) - DINMICA (causas) - ESTTICA (equilbrio)

  • MECNICA- rea da Fsica que estuda os movimentos.Foi dividida em:

    CINEMTICA: estuda o movimento dos corpos sem enfocar sua causa, procurando investigar o que est acontecendo durante esse movimento: posio, tempo, velocidade, etc.DINMICA: procura investigar suas causar, ou seja, o porqu de um movimento estar ocorrendo.

  • O primeiro cientista a se dedicar ao estudo da Mecnica foi Galileu Galilei , embora Aristteles (384 a.C.) filsofo grego, j tivesse feito algumas observaes a respeito dos movimentos dos astros e da queda de corpos.

    Seus estudos tiveram continuidade com Isaac Newton, que por coincidncia nasceu no ano da morte do Galileu (1642-1727).

  • a parte da Fsica, dentro da Mecnica, que estuda as consequncias dos movimentos dos corpos, tais como deslocamento, velocidade, acelerao e tempo gasto.Para compreendermos essas consequncias precisamos, antes, conhecer alguns conceitos bsicos. So eles:- MvelCINEMTICA:- Referencial- Movimento- Repouso- Trajetria- Ponto Material- Corpo Extenso- Posio e Deslocamento

  • MVEL: qualquer corpo que pode se movimentar em relao a um referencial adotado. Por exemplo: um automvel em relao Terra. importante salientar que um mvel no um objeto que efetivamente se desloque, ou seja, que no esteja fixo no cho. Fisicamente, qualquer coisa pode ser considerada como mvel. Por exemplo: o prdio dessa escola est em movimento em relao Lua, portanto o prdio, apesar de estar fixo no solo, pode ser considerado um mvel.

  • REFERENCIAL:O estudo do movimento de um corpo depende sempre do referencial escolhido. Chamamos de referencial a todo ponto que adotamos como referncia para estudar o movimento dos corpos. Podemos associar esse ponto a um corpo ou local do espao. Em princpio podemos adotar qualquer referencial para descrever um movimento. Para definirmos se um mvel est ou no em movimento precisamos comparar sua posio com a posio de um referencial. No h como saber se um corpo est ou no em movimento se no houver um ponto de referncia para a comparao. Esse ponto de referncia chamado simplesmente de referencial.

  • REFERENCIAL:Por exemplo: a Terra est em movimento em relao ao Sol (nesse caso, a Terra o mvel e o Sol o referencial adotado). Quando dois referenciais no aceleram nem giram um em relao ao outro, so chamados de referenciais inerciais. Caso contrrio, sero chamados de referenciais no inerciais. Quando a situao no especificar o referencial a ser utilizado, considere sempre a Terra ou o solo. Por exemplo, se em uma situao genrica for feita uma afirmao do tipo um corpo se movimenta com velocidade de 80 km/h, considere que essa velocidade medida em relao Terra ou ao solo.

  • MOVIMENTO E REPOUSO:Um corpo est em movimento quando sua posio mudar, com o decorrer do tempo, em relao ao referencial adotado. Por exemplo: um carro com velocidade de 80 km/h est em movimento em relao a um poste fixo na rua, pois a posio do carro em relao ao poste varia com o passar do tempo. Um corpo est em repouso quando sua posio no mudar, no decorrer do tempo, em relao ao referencial adotado. Por exemplo: uma pessoa sentada no banco de um veculo que se movimenta com velocidade de 80 km/h est em repouso em relao ao banco em que est sentada, pois a sua posio no varia em relao ao banco com o passar do tempo.

  • MOVIMENTO E REPOUSO:Observe que os conceitos de repouso e de movimento so relativos a um referencial adotado. Note ainda que possvel o mesmo objeto estar em repouso e em movimento ao mesmo tempo, basta considerarmos referenciais diferentes. Por exemplo: considere uma pessoa sentada na poltrona de um avio que est em pleno vo. Podemos dizer que a pessoa est em repouso em relao s poltronas do avio, por outro lado, podemos dizer tambm que ela est em movimento em relao ao solo. PORTANTO, NO EXISTE MOVIMENTO OU REPOUSO ABSOLUTO.

  • TRAJETRIAA trajetria mostra o caminho pelo qual um mvel ir passar ou o caminho no qual ele passou partir do momento em que entrou em movimento em relao a um referencial. Num mesmo movimento, adotando-se referenciais diferentes podemos encontrar trajetrias diferentes. Por exemplo: um avio em movimento retilneo e com velocidade constante abandona uma bomba. Desprezando-se o efeito da resistncia do ar, a trajetria dessa bomba ser retilnea para um observador localizado no interior do avio e parablica para um observador em repouso na Terra.

  • medida que a bomba cai o avio se desloca para frente. Assim, se uma pessoa dentro do avio olhar para baixo ver a bomba cair em linha reta, ao passo que um observador parado no cho ver a bomba cair em forma de um arco parablico.

  • Um corpo considerado como um ponto material quando as suas dimenses forem desprezveis em relao sua trajetria ou ao local onde ele se encontra.Um corpo considerado como um corpo extenso quando as suas dimenses no forem desprezveis em relao sua trajetria ou ao local onde ele se encontra.PONTO MATERIAL:CORPO EXTENSO:Por exemplo: um carro. Se o local de referncia for a garagem de sua casa, ele ser um corpo extenso. Se o local de referncia for a extenso da rodovia Anhanguera, ele ser um ponto material.

  • Chamamos de posio ao local ocupado pelo corpo em relao a um dado referencial, num dado instante.ESPAO OU POSIO (S): um nmero associado posio do mvel na trajetria. Ele no diz se o mvel est em movimento ou em repouso e nem quanto o mvel se deslocou, ou mesmo se foi favor ou contra a trajetria. A nica informao concreta dada pela posio S de um mvel a que distncia o mvel se encontra da origem dos espaos naquele instante. A origem dos espaos sempre dado por S = 0.

  • Se um veculo est no km 37 da Rodovia Cndido Portinari, no sabemos em que sentido ele est se movendo ou mesmo se ele est em movimento, pois ele pode inclusive estar parado. A nica informao real que a posio S nos d de fato onde o veculo se encontra naquele exato momento. E essa posio sempre tomada com referncia origem da trajetria, ou seja, o marco quilomtrico zero (S = 0).

  • O deslocamento escalar a variao de posio sofrida por um mvel sobre uma trajetria. Trata-se de uma simples comparao entre a posio final e a posio inicial do mvel em um trajeto qualquer. Para calcularmos o deslocamento escalar de um mvel no nos preocupamos com o trajeto do mvel, ou seja, no nos interessa por onde o mvel passou, s nos interessa o lugar onde ele comeou (posio inicial) e o lugar onde ele terminou (posio final). DESLOCAMENTO ESCALAR (S):O deslocamento escalar corresponde diferena entre a posio final e a posio inicial do mvel, no intervalo de tempo (pontos) escolhido.

  • DESLOCAMENTO ESCALAR (S):DS = S SoDS = Deslocamento escalar

    S = Posio final do mvel

    S0 = Posio inicial do mvel

    importante ressaltar que deslocamento escalar e distncia percorrida so conceitos diferentes. Enquanto o deslocamento escalar uma simples comparao entre a posio inicial e a posio final, a distncia percorrida a soma de todos os espaos percorridos pelo mvel.

  • Exemplo: Considere a trajetria dada na figura abaixo. Em cada item a seguir determine o deslocamento escalar e a distncia percorrida: Essa trajetria est numerada de um em um metro. A origem da trajetria o marco zero. A trajetria orientada positivamente para a direita. As posies dos pontos so as seguintes:SA = 7m SB = 3m SC = 0 (est na origem)SD = + 2m SE = + 6m

  • a) Trajeto ABD: Nesse caso o mvel saiu da posio A, foi at a posio B e em seguida dirigiu-se posio D. S = S S0 = SD SA = 2 ( 7) = 9 mDeslocamento Escalar:Distncia Percorrida:Entre A e B, o mvel andou 4m. Entre B e D, andou 5m. Portanto: Distncia percorrida = 9 m

  • b) Trajeto BED: Nesse caso o mvel saiu da posio B, foi at a posio E e em seguida dirigiu-se posio D. S = S S0 = SD SB = 2 ( 3) = 5 m

    Deslocamento Escalar:Distncia Percorrida:Entre B e E, o mvel andou 9m. Entre E e D, andou 4m. Portanto: Distncia percorrida = 13 m

  • c) Trajeto EAB: Nesse caso o mvel saiu da posio E, foi at a posio A e em seguida dirigiu-se posio B. S = S S0 = SB SE = 3 6 = 9 m

    Deslocamento Escalar:Distncia Percorrida:Entre E e A, o mvel andou 13m. Entre A e B, andou 4m. Portanto: Distncia percorrida = 17 m

  • d) Trajeto ABA: Nesse caso o mvel saiu da posio A, foi at a posio B e em seguida dirigiu-se novamente posio A. S = S S0 = SA SA = 7 ( 7) = 0 m

    Deslocamento Escalar:Distncia Percorrida:Entre A e B, o mvel andou 4m. Entre B e A, andou 4m. Portanto: Distncia percorrida = 8 m

  • - O deslocamento escalar ser positivo quando o mvel se deslocar mais no sentido positivo do que no sentido negativo da trajetria; OBSERVAES IMPORTANTES:- O deslocamento escalar ser negativo quando o mvel se deslocar mais no sentido negativo do que no sentido positivo da trajetria; - O deslocamento escalar ser nulo em duas situaes: quando o mvel permanecer em repouso e quando ele retornar posio inicial; - A distncia percorrida somente ser igual ao deslocamento escalar em duas situaes: quando o mvel permanecer em repouso e quando o mvel caminhar somente no sentido positivo da trajetria, sem voltar.

  • a relao entre o deslocamento escalar e o tempo gasto na sua realizao. Pode ser dada em m/s, km/h, cm/s etc. A velocidade escalar mdia no depende da forma da trajetria (retilnea ou curvilnea). S depende das condies no incio e no final do movimento considerado, e do tempo gasto na sua realizao. Matematicamente podemos calcular a velocidade mdia pela seguinte expresso:VELOCIDADE ESCALAR MDIA:

  • Observe que a velocidade escalar mdia dada pela razo entre o deslocamento escalar e o intervalo de tempo, e no como usamos no cotidiano, fazendo a razo entre a distncia efetivamente percorrida e o intervalo de tempo. Isso significa que a velocidade mdia pode ser positiva, negativa ou mesmo nula, pois depende do valor do deslocamento escalar. Assim:S > 0, ento Vm > 0. O mvel se desloca a favor da orientao da trajetria. Movimento Progressivo. S 0, ento Vm 0. O mvel se desloca contra a orientao da trajetria. Movimento Retrgrado. S = 0, ento Vm = 0. O mvel permaneceu parado ou o mvel se deslocou e retornou ao ponto inicial.

  • IMPORTANTE:No Sistema Internacional de Unidades (SI) a unidade de velocidade m/s (metros por segundo). Entretanto, estamos mais acostumados a utilizar o km/h (quilmetros por hora). Ento, importante saber transformar de uma unidade para a outra. Para fazer esta transformao adotamos a seguinte regra:Por exemplo:72 km/h = 20 m/s (dividir 72 por 3,6)30 m/s = 108 km/h (multiplicar 30 por 3,6)