Física

Física do 1º AnoCinemática e seus Conceitos

Professor: Nemuel B. Morais

VelocidadeA velocidade de um corpo é dada pela relação entre o deslocamento de um corpo em determinado tempo.

Pode ser considerada a grandeza que mede o

quão rápido um corpo se desloca.A análise da velocidade se divide em dois principais tópicos: Velocidade Média e Velocidade Instantânea. É considerada uma grandeza vetorial, ou seja, tem um módulo (valor numérico), uma direção (Ex.: vertical, horizontal,...) e um sentido (Ex.: para frente, para cima, ...). Porém, para problemas elementares, onde há deslocamento apenas em uma direção, o chamado movimento unidimensional, convém tratá-la como um grandeza escalar (com apenar valor numérico).

As unidades de velocidade comumente adotadas são:

  m/s (metro por segundo);   km/h (quilômetro por hora);No Sistema Internacional (S.I.), a unidadepadrão de velocidade é o m/s. Por isso, éimportante saber efetuar a conversão

entre okm/h e o m/s, que é dada pela seguinte

relação:

A partir daí, é possível extrair o seguinte fatorde conversão:

Velocidade Média

 Indica o quão rápido um objeto se desloca em um intervalo de tempo médio e é dada pela seguinte razão: Onde:   = Velocidade Média  = Intervalo do deslocamento [posição final – posição inicial ( )]  = Intervalo de tempo [tempo final – tempo inicial ( )]

Um carro se desloca de Florianópolis – SC a Curitiba –

PR. Sabendo que a distância entre as duas cidades é

de 300 km e que o percurso iniciou as 7 horas eterminou ao meio dia, calcule a velocidade

média docarro durante a viagem:Solução:

= (posição final) – (posição inicial)

(300 km) – (0 km)= 300 km

= (tempo final) – (tempo inicial)

= (12 h) – (7h)

= 5 h

Mas, se você quiser saber qual a velocidade em m/s, basta dividir este resultado por 3,6 e terá:

Um carro se desloca de Florianópolis – SC a Curitiba –PR. Sabendo que a distância entre as duas cidades é de 200km e que o percurso iniciou as 6horas e terminou às 8horas, calcule a velocidade média do carro durante a viagem:Solução:

Velocidade Instantânea

Sabendo o conceito de velocidade média, você pode se perguntar: “Mas o automóvel precisa andar todo o percurso a uma velocidade de 60km/h?”

A resposta é não, pois a velocidade

média calcula a média da velocidadedurante o percurso (embora não seja

uma média ponderada, como por exemplo, as médias de uma prova).

Então, a velocidade que o velocímetro docarro mostra é a Velocidade Instantânea

docarro, ou seja, a velocidade que o carro

estáno exato momento em que se olha para ovelocímetro.

A velocidade instantânea de um móvel será

encontrada quando se considerar um intervalo

de tempo ( ) infinitamente pequeno, ou seja,

quando o intervalo de tempo tender a zero ( ).

Movimento Uniforme

Quando um móvel se desloca com uma velocidade constante, diz

se que este móvel está em um movimento uniforme (MU).Particularmente, no caso em que ele se desloca com umavelocidade constante em trajetória reta, tem-se um

movimentoretilíneo uniforme.Uma observação importante é que, ao se deslocar com

umavelocidade constante, a velocidade instantânea deste

corpo seráigual à velocidade média, pois não haverá variação na

velocidadeem nenhum momento do percurso.A equação horária do espaço pode ser demonstrada a

partir dafórmula de velocidade média.

Exercitando:

Um tiro é disparado contra um alvo preso a uma grande parede capaz de refletir o som. O eco do disparo é ouvido 2,5 segundos depois do momento do golpe. Considerando a velocidade do som 340m/s, qual deve ser a distância entre o atirador e a parede?

Aula de Física 02

Grandezas Físicas e Sistemas

de Unidades

É comum as pessoas confundirem a grandeza física com a unidade física.

A medida de qualquer grandeza física é feita tomando como comparação uma medida padrão que é a unidade de medida.

Em qualquer estudo de um dado fenômeno, pesquisa ou trabalho, qualquer que seja o grau de

complexidade, os resultados provenientes de uma equação matemática que envolvem números relacionados com alguma grandeza física, são apresentados da seguinte forma:

Vamos analisar alguns exemplos comuns do dia-a dia.

Exemplo

Numa corrida de fórmula 1, a velocidade dos carros pode chegar a 300 km/h.

Deslocamento e posição O nosso mundo está sobre rodas.

Sejam carros, motos, trens, ônibus, bicicletas, enfim, de uma forma ou de outra, estamos todos em movimento. Isso sem falar nos nossos próprios movimentos ao caminharmos, nadarmos, corrermos. O estudo dos movimentos é muito importante.

Posição, deslocamento e distância percorrida.

Neste exemplo, claramente, a grandeza física envolvida é a velocidade. É ela que nos indica a rapidez do carro de corrida. A unidade usada para a expressar a grandeza física foi o km/h. Mas você poderia usar outras unidades para medir a mesma grandeza física

Por exemplo, se você quiser medir a velocidade de um caracol, não vai ser muito útil usar km/h porque um caracol, como você sabe, anda muito devagar (6 mm/s). Nesse caso, será mais adequado usar a unidade em cm/s.

Existem outras unidades para se medir a grandeza física velocidade, por exemplo: metro por segundo (m/s), centímetro por segundo (cm/s), milha por hora, (mi/h).

Exemplo O seu organismo demora de 6 a 8h (seis a oito

horas) para digerir um prato de feijoada. Já o tempo de digestão das proteínas (carnes, ovos, leite e derivados, leguminosas) é de 4 horas e dos carboidratos (batata, raízes, cereais, massas e farináceos), 3 horas.

A grandeza física usada aqui é o tempo, e a unidade usada foi a hora. Existem outras unidades usadas para representar o tempo (segundo, minuto, dia, ano, século,etc).

Quando mede o tamanho de uma sala e usa uma fita métrica, você está determinando quantas fitas métricas colocadas uma em seguida da outra você precisa para ir de uma ponta a outra da sala. Aqui a grandeza física que você mede é o comprimento.

Quando mede quantos litros de água um balde pode conter, você está medindo a grandeza física volume.

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Análise dimensional

As três grandezas fundamentais comprimento, massa e tempo estão intimamente associadas à ideia de dimensão, dimensão de comprimento L, dimensão de massa M e dimensão de tempo T.

Mais tarde, quando estiver estudando Termodinâmica, você verá que essa afirmação será re-considerada, mas por enquanto, na Mecânica, ela é perfeitamente válida.

A análise dimensional é muito importante. Através dela você poderá conferir se a solução de um problema está correta apenas pela lógica das unidades.

Imagine que você está resolvendo um exercício aonde você deve calcular a velocidade de um móvel. Logicamente a resposta para esse problema deverá ser dada em km/h ou m/s ou ainda cm/s, já que se trata de velocidade.

Se, ao fazer a análise dimensional da sua resposta, você encontrar uma unidade de m, ou km ou cm, algum erro você deve ter cometido.

Vetores e Escalares; Características de um Vetor

Quem é que nunca sonhou encontrar um antigo mapa de tesouro? “ Depois do lago, ande 20 passos na direção NE, depois pegue a trilha à esquerda até chegar ao Morro da Caveira. Ande mais 40 passos à NO. Você chegou ao tesouro!”

Veja que não basta o número de passos, é preciso saber também a direção em que deve caminhar para chegar ao local do tesouro. Você precisa ter a orientação completa: O valor do deslocamento e orientação completa dele.

PRIMEIRO APRENDER

AULAS 25, 26, 27, 28, 29

MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME

MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME

MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO (desacelerado)

MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

Envolvendo Gravidade (Queda livre)

MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

Envolvendo Gravidade (Queda livre)

MOVIMENTO bidimensional

MOVIMENTO de projéteis

MOVIMENTO de projéteis

MOVIMENTO de circular uniforme

MOVIMENTO de circular uniforme

MOVIMENTO de circular uniforme

MOVIMENTO de circular uniforme

Dinâmica – lei da inércia

Dinâmica – lei da inércia

Dinâmica definição operacional de força

Dinâmica definição operacional de força

Dinâmica definição operacional de força

Dinâmica definição operacional de força