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MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barros IF-UFRJ, 2006

MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

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MOVIMENTOS:

COMO DESCREVÊ-LOS?

Marta Feijó BarrosoIF-UFRJ, 2006

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trajetória

posição

deslocamento

velocidade

aceleração

exemplos: movimento retilíneo movimento circular

conceitos:

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O QUE SE MOVE

o modelo para o que é observado

QUEM OBSERVA

o observador, o ponto de referência, ...

preliminares (escondido):

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objeto de nosso estudo

sistema

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o observador

sistema de referência

Page 6: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

.

O

ponto de referência

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O

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O

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O

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O

trajetória

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objeto de nosso estudo

sistema

modelo:

“partícula”

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O

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O

r (t)

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O

r (t)

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O

t

vetor posição da partícula

no instante t

em relação ao observador em O.

)(tr

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O

r

)( ttr

tt

)(tr

t

Page 17: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

O

r

)( ttr

tt

)(tr

tvetor deslocamento da partícula

entre os instantes t e t+t

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)t(r)tt(rr

vetor deslocamento da partícula entre os instantes t e

t+t

O

r

)( ttr

tt

)(tr

t

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inicialfinal rr

)t(r)tt(rr

A

C

B

0

ACAC

BCBC

ABAB

rrr

rrr

rrr

ABr

BCr

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velocidade

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tempo

todeslocamenvelocidade

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t

rv

velocidade médiano intervalo t , t+t

Page 23: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

O t = 0,5 s

)(tr

)( ttr

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O t = 0,5 s

)(tr

)( ttr r

v

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Ot = 0,5

s

)(tr

)( ttr r

v

secante à

trajetória

Page 26: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

O

)(tr

)( ttr r

v

secante à

trajetória

velocidade ?

Page 27: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

O

tt+t

)(tr

)( ttr

r

v

Page 28: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

O

tt+t

)(tr

)( ttr

r

v

Page 29: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

O

t

t decrescente

v

)(tr r

Page 30: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

O

t

v

t decrescente

r decrescente

r

)(tr

Page 31: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

O

v

r (t)

tt

decrescente

r decrescente

t

rlimvt

0

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O

t

t decrescente

v

)(tr r

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O

t

t

rlimvt

0

tangente à trajetóriano instante considerado

)(tr

v

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vlimt

rlimv

tt

00

tangente à trajetóriano instante considerado

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O tangente à trajetória

v

)(tv

)(1tv

)(2tv

)(3tv

)(trt

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retilíneo?...

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a velocidade tem sempre a mesma direção

o movimento é retilíneo

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movimento uniforme

=

deslocamentos iguais

em tempos iguais

=

movimento com velocidade constante

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0constante vt

r

0v

00

vvlimvt

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0constante vt

r

0v

movimento retilíneo uniforme próxi

mo

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tvrvconstantet

r00

0v

movimento retilíneo uniforme:

deslocamentos iguais em tempos iguais

próximo

Page 45: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

tvrvconstantet

r00

0v

movimento retilíneo uniforme:

deslocamentos iguais em tempos iguais

próximo

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O movimento e sua descrição – pausa para respiração

deslocamento = velocidade x tempo

Se a trajetória “encurva”, a velocidade mudou…

se a velocidade mudou... é porque tem aceleração...

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t

va

t

0lim

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MOVIMENTO ACELERADO

td

vd

t

va

notação

t

0limdefinições

td

rd

t

rv

notação

t

0lim

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MOVIMENTO ACELERADO

)t(v

)tt(v

t

t

v

td

vda

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MOVIMENTO ACELERADO

)t(v

)tt(v )t(v

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v

t

s.t 50t

v

td

vda

vv

t

va

25,0

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MOVIMENTO ACELERADO

)t(v

)tt(v )t(v

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v

t

)t(a

s.t 50t

v

td

vda

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MOVIMENTO ACELERADO

tav

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t

)t(a

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ta

)t(v

P

s.t 50

t

v

td

vda

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MOVIMENTO ACELERADO

tav

v

ta

//v

vv

vvv

//

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MOVIMENTO ACELERADO

//v

v

tav

ta

v

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MOVIMENTO ACELERADO

//v

v'v

P

tav

ta

v

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MOVIMENTO ACELERADO

//v

'v

apenas o módulo da velocidade é alterado!

tav

ta

v

paralelossãoe va

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MOVIMENTO ACELERADO

//v

o módulo da velocidade é alterado(também seu sentido poderia ser

mudado!)

tav

paralelosantisãoe va

ta

v

'v

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MOVIMENTO ACELERADO

num movimento retilíneo...

P

tav

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MOVIMENTO ACELERADO

Para mudar a direção da velocidade, é necessária uma componente da

aceleração na direção perpendicular a ela…

e aí podemos ter trajetórias curvas.

tav

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MOVIMENTO ACELERADO

tav tvr

v

muda o módulo da velocidade

muda a direção da velocidade

//v

v

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MOVIMENTO ACELERADO

… MOVIMENTO CIRCULAR...

?

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)t(r

t

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)t(r

t

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)t(r

t )t(v

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)t(r

t )t(v

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)t(r

t )t(v

)tt(r

módulo de r é constante

direção de r varia

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)t(r

t )t(v

)tt(r

módulo de r é constante

direção de r varia

rv

alarperpendicu

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)t(r

t )t(v

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)t(r

t )t(v

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)t(r

t )t(v

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)t(r

t )t(v

módulo de r é constante

direção de r varia

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)t(r

t )t(v

)tt(r

s

r

r

rv

rsr

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sr

r

rv

rsr

0

r

t

rt

v

rv

vvv

v

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E A ACELERAÇÃO

NO MOVIMENTO CIRCULAR

?

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)t(v

)tt(v

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)t(v

)tt(v

v

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caso particular: movimento circular uniformet )t(v

Page 78: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

caso particular: movimento circular uniforme

)t(v

rv

Page 79: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

caso particular: movimento circular uniforme

)t(v

rv

Page 80: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

rv

rsr

sr

r

v

v

r

r

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rv

rsr

sr

r

v

v

r

r

ra

rvsv

2

)(

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r

v

ta

r

r

ra 2

aceleração perpendicular a v

que é perpendicular a r

aceleração na direção radial

para dentro

aceleração centrípeta!

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movimento circular não uniforme

)t(v

rv

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)t(r

t )t(v

movimento circular não uniforme

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)t(v

movimento circular não uniforme

)tt(v

Page 86: MOVIMENTOS: COMO DESCREVÊ-LOS? Marta Feijó Barroso IF-UFRJ, 2006

movimento circular não uniforme

)t(v

)tt(v

)t(v

)tt(v

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movimento circular não uniforme

)t(v

)tt(v v

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PAPES IV - LADIF

MOVIMENTO ACELERADO

tav

v

ta

//v

vv

vvv //

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//v

vv

t̂ar̂aa tr

na direção da velocidade

que é a direção tangencial

na direção perpendicular à velocidade

que é a direção radial

movimento circular não uniforme

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r

v

a

movimento circular não uniforme

r

v

ra ata

ra ata

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movimento circular não uniforme

ra ata

2raraceleração centrípeta -

direção radial, para dentro

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movimento circular não uniforme

ra a

ta

rdt

drat

aceleração tangencial:

na direção da velocidade,

tangente ao círculo,

é responsável pelo aumento de seu módulo v = r

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movimento circular não uniforme

ra a

ta

t̂rr̂r

t̂ar̂aa tr

2