Definições e Conceitos

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1 Definições e Conceitos AULA 1 Profª Andreia Andrade CINEMÁTICA ESCALAR

2 INTRODUÇÃO A Mecânica é o ramo da Física que tem por finalidade o estudo do movimento e do repouso. É dividida em Cinemática, Dinâmica e Estática. A Cinemática descreve o movimento de um corpo sem se preocupar com suas causas. A Dinâmica estuda as causas do movimento. A Estática analisa as condições para se manter um corpo equilibrado ou em repouso. Nesta etapa iniciaremos a Cinemática, cujo método de descrição de movimentos emprega, basicamente, as seguintes grandezas: espaço, tempo, velocidade e aceleração.

3 Em todas as questões e fenômenos discutidos, os corpos em estudos, denominamos móveis, são considerados pontos materiais. Ponto Material, todo objeto onde dimensões (tamanho) são desprezíveis quando comparadas com o movimento estudado. Corpo Extenso, todo objeto onde suas dimensões não podem ser desprezadas quando comparadas com o movimento estudado

4 REFERENCIAL Também conhecido como sistema de referência, é um corpo ou um ponto que adotamos como referência para então analisarmos determinado fenômeno capaz de identificar se um corpo está em repouso ou em movimento. Repouso, acontecerá sempre que um corpo não mudar sua posição em relação a um dado referencial. Movimento, existe quando o corpo analisado muda de posição no decorrer do tempo, em relação a um dado referencial.

5 TRAJETÓRIA É uma linha formada pela união de todas as posições que podem ser ocupadas por um móvel durante o seu movimento. Essa trajetória também depende do referencial adotado. Em resumo, trajetória é o caminho descrito pelo móvel.

6 POSIÇÃO ESCALAR Trajetória é o conjunto de posições sucessivas ocupadas por um móvel no decorrer do tempo. Veja abaixo: Na trajetória escolhemos arbitrariamente um marco zero, a partir do qual medimos comprimentos que indicam a posição do móvel, mas não fornecem nem o sentido nem a distância percorrida. Entretanto um móvel pode estar de um laço ou de outro relativamente ao marco zero (fig. 2a), sendo então conveniente orientar a trajetória, adotando-se um sentido positivo(fig. 2b).Assim a posição do móvel A fica definida pela medida algébrica -10 Km e a de B por +10Km. A medida algébrica do arco da trajetória que vai do marco zero à posição do móvel recebe o nome de espaço, indicado pela letra s. O marco zero 0 é então a origem dos espaços. Na figura 2b o espaço do móvel A, independentemente do sentido do seu movimento é S A = -10Km e o de B, S B = +10Km

7 DESLOCAMENTO E ESPAÇO PERCORRIDO A posição de um objeto (móvel) pode variar à medida que ele se afasta ou se aproxima do referencial, e a essa variação de posição chamamos deslocamento. Distância percorrida (ou espaço percorrido) é a medida sobre a trajetória descrita no movimento; o seu valor depende da trajetória.

8 VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA E VELOCIDADE ESCALAR INSTANTÂNEA Considere um ponto material descrevendo uma certa trajetória em relação a um determinado referencial. No instante t1 seu espaço é S1 e no instante posterior t2 seu espaço é S2 (fig.3). No intervalo de tempo Δt = t2 t1 a variação de espaço do ponto material é ΔS = S 2 S 1. A velocidade escalar média, no intervalo de tempo Δt, é expressa pela relação: A velocidade escalar instantânea V é o valor limite que tende a velocidade escalar média, quando Δt tende a zero:

9 UNIDADE DE MEDIDAS DAS GRANDEZAS FÍSICAS Posição ou Espaço (Deslocamento ou Espaço percorrido) [s] m (metro) Tempo [t] s (segundo) Velocidade escalar média [Vm] m/s (metro por segundo) V m = s t = [m] [s]

10 EXERCÍCIOS i. Um ônibus passa pelo km 30 de uma rodovia às 6h, e às 9h 30min passa pelo km 240. Qual é a velocidade escalar desenvolvida pelo ônibus nesse intervalo de tempo? ii. Um ônibus percorre a distância de 480km, entre Santos e Curitiba, com velocidade escalar média de 60km/h. De Curitiba a Florianópolis, distantes 300km, o ônibus desenvolve a velocidade escalar média de 75km/h. Qual é a velocidade escalar média do ônibus no percurso de Santos e Florianópolis? iii. Transformar a) 108 km/h em m/s b) 20 m/s em km/h c) 300 km/h em m/s iv. Uma partícula percorre uma trajetória retilínea AB, onde M é o ponto médio, sempre no mesmo sentido e com velocidade constante em cada um dos trechos AM e MB. A velocidade da partícula no trecho AM é de 6 m/s e no trecho MB é de 3 m/s. Calcule a velocidade média da partícula entre os pontos A e B.