Mecânica Termo Ondas Óptica Eletromagnetismo Física Moderna. + contexto histórico

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João Batista Santos Azeredo
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1 Física Profª Camila

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3 Mecânica CINEMÁTICA Estuda os movimentos sem se preocupar com as causas CONCEITOS IMPORTANTES: tempo posição deslocamento velocidade aceleração

4 Ramo da física que estuda os movimentos e procura descrevê-los, sem preocupar-se com suas causas. Divide-se em: - Estudo dos movimentos retilíneos: MRU e MRUV. - Estudo do movimento curvilíneo: MCU. Tudo com relação à grandeza mais importante: o TEMPO.

5 GRANDEZAS IMPORTANTES: tempo t [s, h] Δ = 0 posição x [m, km] deslocamento Δx - [m, km] velocidade v [m/s, km/h] aceleração a - [m/s²]

6 Conversões de unidades importantes ao estudo da cinemática: TEMPO: 1 h = 60 min 1 min = 60 s h Exemplos: Converter 15 min para s: Converter 2 h para s: X 60 min

7 POSIÇÃO: 1 km = 1000 m X 10³ km Exemplos: Converter 2400 m para km. Converter 8,6 km para m. m

8 VELOCIDADE: 1 m/s = 3,6 km/h : 3,6 km/h Exemplos: Converter 72 km/h para m/s. Converter 15 m/s para km/h. m/s

9 MOVIMENTO, REPOUSO E REFERENCIAL REFERENCIAL ponto tomado como referência para análise do movimento dos corpos. CORPO EM REPOUSO a distância entre esse corpo e o referencial não varia com o passar do tempo. CORPO EM MOVIMENTO a distância entre esse corpo e o referencial varia com o tempo.

10 A Terra está em repouso ou em movimento???

11 Um mesmo corpo pode estar em repouso para um referencial e em movimento para outro referencial. VOCÊ CONHECE SITUAÇÕES EM QUE ISSO ACONTECE!!! Um passageiro A sentado ao lado de uma senhora B em um ônibus que se move sobre a auto-estrada à 72 km/h. Este passageiro está em repouso ou em movimento? DEPENDE DO REFERENCIAL

12 A sequência de pontos na figura abaixo marca as posições, em intervalos de 1 segundo, de um corredor de 100 m rasos, desde a largada até a chegada. Assinale o gráfico q melhor representa a evolução da velocidade instantânea do corredor: É preciso saber a definição de velocidade!!! VELOCIDADE É A TAXA DE VARIAÇÃO DA POSIÇÃO NO TEMPO

14 Posição (x) Grandeza física vetorial, determina a localização da partícula com respeito a um sistema de referências. Deslocamento (Δx) Grandeza física vetorial, indica a variação na posição. Independe da trajetória. Espaço percorrido (d) Grandeza física escalar. Comprimento da trajetória.

15 Velocidade ( v ) Grandeza física vetorial, é a taxa de variação da posição no tempo. - VELOCIDADE INSTANTÂNEA. dx v= dt

16 Velocidade média ( v M ) Grandeza física vetorial, é a razão entre o deslocamento e o intervalo de tempo. Quando t 0 x vm = t, vm = v

17 v Velocidade escalar média ( ) Grandeza física escalar, é a razão entre o espaço percorrido e o intervalo de tempo. d v = t Nos movimentos retilíneos, quando não há inversão de sentido, a distância percorrida é igual ao deslocamento e portanto a velocidade escalar média tem o mesmo valor da velocidade média.

18 ACELERAÇÃO MÉDIA É a grandeza física que mede a variação da velocidade de um móvel num determinado intervalo de tempo. Ou seja é a razão entre a variação da velocidade e o tempo gasto nisto. v a= t Quanto mais rápido um móvel realiza uma dada mudança de velocidade, maior é sua aceleração média.

19 Taxa de variação da velocidade = ACELERAÇÃO Inclinação do terreno, determina a aceleração: quanto mais inclinado, maior.

20 MRU a = 0 x v = vm = t x = x o + v.t (Função do tempo!)

21 EXEMPLO: Um corpo movimenta-se sobre uma trajetória retilínea de acordo com a seguinte função horária das posições no MRU: x = 10 2t Determine: a) sua posição inicial? b) a velocidade do móvel? c) sua posição no instante 3s? d) o instante em que passa na origem das posições?

22 1 Qual o tempo necessário para percorrer 600m, com uma velocidade média de 72 km/h?

23 2 Um carro percorre 80km a 40km/h e, em seguida, 20km a 10 km/h.qual foi a velocidade média do carro durante todo o percurso? (em km/h)

24 3 Um trem com velocidade escalar de 72km/h leva 30s para atravessar um túnel de 400m de comprimento. Qual o comprimento do trem? x 400 m

25 Continuação CINEMÁTICA Conceitos iniciais OK MRU OK MRUV Gráficos Exercícios

26 MRU a = 0 x v = vm = t x = x o + v.t (Função do tempo!)

27 5 Dois carros partem simultaneamente de dois pontos de uma reta, separados por uma distância de 600 m, percorrendo-a na mesma direção e em sentidos contrários, com velocidades constantes e iguais a 20 m/s e 30 m/s. Em quanto tempo se encontrarão? 20 m/s 30 m/s 600 m

28 MRUV v a = t v = v o + a.t progressivo a.t 2 x = x o + v o.t + 2 v = v o + 2.a. x 2 2 vm x = t retrógrado

29 Movimento Retilíneo Uniformemente Variado MRUV Movimento com aceleração constante. Aqui a velocidade do móvel varia a uma determinada taxa. A taxa de variação da velocidade é a aceleração. Quanto maior a variação de velocidade na unidade de tempo, maior é o valor da aceleração. Se a velocidade cresce movimento acelerado Se a velocidade diminuiu movimento retardado

30 Observe a tabela para um movimento ao longo de 8s: t (s) v (m/s) De t = 0 a t = 4s MRUV com a = 5 m/s² De t = 4s a t = 6s MRU (v constante) De t = 6s a t = 8s MRUV com a = 3m/s²

31 Portanto MRUV é aquele movimento que tem aceleração constante v a= t deduzindo a função velocidade: v v v0 v v0 v v0 a= a= a= a= t t t0 t 0 t a.t = v v 0 v = v 0 + a.t

32 EXEMPLO Um corpo desloca-se sobre uma trajetória retilínea obedecendo a função horária s = 3 4t + t²,(si): 1) Sua posição inicial (em m) e sua velocidade inicia l(em m/s), respectivamente são: 2) Sua aceleração (em m/s²) é:

33 3) A função horária da velocidade (no SI): 4) O(s) instante(s) em que passa pela origem das posições:

34 EXEMPLO Um corpo desloca-se sobre uma trajetória retilínea obedecendo a função horária x = 3 4t + t²,(si): a) Sua posição inicial (em m) e sua velocidade inicia l(em m/s), respectivamente são: b) Sua aceleração ( em m/s²) é:

35 c) A função horária da velocidade (no SI): d) O(s) instante(s) em que passa pela origem das posições:

36 Gráficos expressam a relação entre as grandezas! Gráficos do MRU: - aceleração versus tempo

37 Gráficos do MRU: - velocidade versus tempo

38 Gráficos do MRU: - velocidade versus tempo

39 Gráficos do MRU: - posição versus tempo

40 Gráficos do MRU: - posição versus tempo

41 Gráficos do MRUV: - aceleração versus tempo

42 Gráficos do MRUV: - aceleração versus tempo

43 Gráficos do MRUV: - velocidade versus tempo

44 Gráficos do MRUV: - velocidade versus tempo

45 Gráficos do MRUV: - posição versus tempo

46 Gráficos do MRUV: - posição versus tempo

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