A Matéria em Movimento: Movimento Retilíneo e Uniforme

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1 A Matéria em Movimento: Movimento Retilíneo e Uniforme Capítulo 2 1º bimestre Colégio Contato Farol Professora Thaís Freitas Ensino de Física

2 MECÂNICA Estuda os movimentos. CINEMÁTICA Estuda o estado de movimento de um corpo sem explicar suas causas, observando apenas suas características. DINÂMICA Estuda o movimento explicando suas causas.

3 RELATIVIDADE CLÁSSICA: Quando podemos dizer que um corpo está em MOVIMENTO ou em REPOUSO? Para dizermos que um corpo está em repouso ou em movimento precisamos de um referencial inercial, que pode ser um ponto espacial ou outro objeto qualquer próximo ao evento físico.

4 Analisando... Ao observar esta ciclista em uma estrada, é um hábito falarmos: A ciclista está em movimento. ERRADO CORRETO: A ciclista está em movimento em relação a um ponto específico.

5 Analisando... O observador em relação ao ônibus? MOVIMENTO A senhora em relação ao ônibus? REPOUSO A senhora em relação ao motorista? REPOUSO O observador em relação à senhora? MOVIMENTO

6 Concluindo conceitos de MOVIMENTO e REPOUSO Um corpo está em repouso em relação a determinado objeto ou ponto de referência se a sua posição não se alterar em relação a esse objeto ou ponto de referência. Um corpo está em movimento em relação a determinado objeto ou ponto de referência se a sua posição se alterar em relação a esse objeto ou ponto de referência. O mesmo corpo pode estar em movimento em relação a um determinado objeto ou ponto de referência, e ao mesmo tempo estar em repouso em relação a outro objeto ou ponto de referência.

7 Classificação dos Corpos: PONTO MATERIAL e CORPO EXTENSO PONTO MATERIAL objeto cujas as medidas são irrelevantes para um determinado referencial.

8 Classificação dos Corpos: PONTO MATERIAL e CORPO EXTENSO CORPO EXTENSO objeto cujas as medidas são relevantes para um determinado referencial.

9 Observe o movimento do trem em relação à Terra

10 O que é TRAJETÓRIA? Consiste numa linha imaginária que indica as sucessivas posições ocupadas pelo corpo no decorrer do tempo, que pode ser retilínea ou curvilínea, só dependerá do referencial adotado.

11 DESLOCAMENTO e ESPAÇO PERCORRIDO

12 A distância percorrida (ou espaço percorrido) é a medida sobre a trajetória descrita no movimento; o seu valor depende da trajetória. O deslocamento é a medida da linha reta que une a posição inicial e a posição final; o seu valor só depende destas posições, não depende da trajetória. ΔS = S final - S inicial

13 Exemplo 1 Um indivíduo sai do ponto A para o ponto B seguindo a trajetória abaixo. Qual o deslocamento e o espaço percorrido pelo indivíduo? DESLOCAMENTO = 30 km ESPAÇO PERCORRIDO = 50 km

14 Exemplo 2 Conforme o gráfico abaixo, informe o deslocamento e o espaço percorrido das situações abaixo. a) De B até G; b) BJD; c) BFB.

15 Questões 1. Movimento e repouso são conceitos relativos, isto é, dependem do referencial adotado. Com base nisso, assinale a opção correta: a) A Terra está em movimento. b) O Sol está em repouso. c) Um passageiro dormindo em um avião em pleno vôo está em repouso. d) Se um corpo A está em movimento em relação a um corpo B, então o corpo B está em movimento em relação ao corpo A. e) Se a distância entre dois corpos permanecer constante, então um está parado em relação ao outro.

16 Questões 2. Assinale certo (C) ou errado (E): I. Um corpo em movimento em relação a um referencial está em movimento em relação a qualquer outro referencial. II. Todo corpo em repouso em relação a um referencial está em repouso em relação a outro referencial que não se movimenta em relação ao primeiro. III. A forma da trajetória do movimento de uma partícula depende do referencial escolhido.

17 Questões 3. Um carro realiza uma viagem, saindo do km 20 de uma rodovia às 10h. Chega ao km 120 desta às 12h e imediatamente retorna ao km 20, chegando às 14h. a) Qual o deslocamento escalar do carro entre as 12h e 14h? b) Qual a distância percorrida pelo carro entre as 10h e 14h?

18 VELOCIDADE DE UM CORPO É a grandeza que mede o quão rápido um corpo de desloca. Vmédia = ΔS Δt Onde: ΔS é o deslocamento (ΔS = S final - S inicial ) Δt é a variação do tempo (Δt = t final - t inicial) Unidade: km/h : 3,6 m/s

19 Classificação do MOVIMENTO Movimento Progressivo caso suas posições sejam crescentes ( Vmédia + ). Popularmente dizemos que estamos andando para frente. Movimento Retrógrado caso suas posições sejam decrescentes ( Vmédia ). Popularmente dizemos que estamos andando para trás.

20 Exemplo da página 188 Luiza deverá fazer uma viagem de São Paulo ao Rio de Janeiro para uma reunião às 17h30min com um grupo de investidores. Considerando que a distância de São Paulo ao Rio de Janeiro é de 400km, Luiza parte de São Paulo às 13h com a pretensão de chegar ao Rio às 17h. Calcular a velocidade escalar média que Luiza deveria desenvolver.

21 Exemplo da página 191 Lorena pretende percorrer 50 km em 1 h com sua bicicleta. Como a pista apresenta vários problemas, ela acabou percorrendo os primeiros 30 km em 40 min. Qual deve ser a velocidade escalar média no último trecho para que ela consiga cumprir seu objetivo?

22 Exemplo da página 193 Um trem de 800 m de comprimento atravessa uma ponte de 1000 m em 3 min. Qual é a velocidade escalar média do trem no S..I.?

23 Questão de prova 2014 Leia com atenção a tira da Turma da Mônica mostrada a seguir e analise as afirmativas que se seguem, considerando os princípios básicos da Mecânica Clássica. I. Cascão encontra-se em movimento em relação ao skate e também em relação ao amigo Cebolinha. II. Cascão encontra-se em repouso em relação ao skate, mas em movimento em relação ao amigo Cebolinha. III. Em relação a um referencial fixo fora da Terra, Cascão jamais pode estar em repouso. Estão corretas: Apenas I a) I e II b) I e III c) II e III d) I, II e III

24 Questões 4. (PUC MG/2006) Você e um amigo resolvem ir ao último andar de um edifício. Vocês partem juntos do primeiro andar. Entretanto, você vai pelas escadas e seu amigo, pelo elevador. Depois de se encontrarem na porta do elevador, descem juntos pelo elevador até o primeiro andar. É CORRETO afirmar que: a) o seu deslocamento foi maior que o de seu amigo. b) o deslocamento foi igual para você e seu amigo. c) o deslocamento de seu amigo foi maior que o seu. d) a distância que seu amigo percorreu foi maior que a sua.

25 5. (UnB-DF) Qual o tempo gasto para que um trem de metrô de 200m de comprimento com movimento uniforme e velocidade escalar de 180km/h atravesse um túnel de 150m de comprimento? 6. (Esal-MG) Um trem viaja por estrada retilínea com velocidade constante de 36km/h. Calcule o comprimento do trem, sabendo-se que ele leva 15s para atravessar uma ponte de 60m de comprimento.

26 7. Para um medicamento chegar rapidamente em um hospital distante foram utilizados os seguintes percursos: 100km de automóvel com uma velocidade escalar média de 100km/h; 1000km de avião a uma média de 250km/h; 150km de automóvel por estrada de terra mantendo uma média de 30km/h. Considerando desprezível o tempo gasto nos traslados dos transportes, determine a duração do percurso total desse medicamento. 8. Duas bolas de dimensões desprezíveis se aproximam uma da outra, executando movimentos retilíneos e uniformes. Sabendo-se que as bolas possuem velocidades de 2m/s e 3m/s e que, no instante t=0, a distância entre elas é 15m, determine o instante de colisão.

27 9. Dois trens, A e B, de comprimentos iguais a 40m e 50m, respectivamente, percorrem linhas retilíneas e paralelas com movimentos uniformes e velocidades constantes: VA=90km/h e VB=72km/h. Determine o tempo gasto durante a ultrapassagem, sabendo-se que eles se movem em sentidos contrários. 10. (PUC MG/2006) Um automóvel faz metade do seu percurso com velocidade média de 40 Km/h e a outra metade, com a velocidade média de 60 Km/h. Assinale a velocidade média do veículo em todo o percurso. a) 48 Km/h b) 100 Km/h c) 36 Km/h d) 70 Km/h

28 Questões de prova 2014 Após uma chuva torrencial as águas da chuva desceram o rio A até o rio B, percorrendo cerca de km. Sendo de 4 km/h a velocidade média das águas, o percurso mencionado será cumprido pelas águas da chuva em aproximadamente quantos dias? Uma composição ferroviária com 11 vagões e uma locomotiva deslocam-se a 30 m/s. Sendo o comprimen to de cada elemento da composição 10 m, qual é o intervalo de tempo que o trem gasta para ultrapassar completamente: a) um sinaleiro? b) uma ponte de 90 m de comprimento?

29 Questões de prova 2014 Dois carros A e B de dimensões desprezíveis movem-se em movimento uniforme e no mesmo sentido. No instante t = 0, os carros encontram-se nas posições indicadas na figura. Determine depois de quanto tempo A alcança B? A distância entre duas cidades é de 150 km. Um carro percorre a primeira metade do percurso com velocidade escalar média de 30 km/h, e a segunda metade com velocidade escalar média de 70 km/h. Qual a velocidade média ao longo de todo o percurso?

30 Movimento Retilíneo e Uniforme (MRU) A trajetória é uma reta. A velocidade escalar é constante. Vmédia = ΔS Δt Isolando o deslocamento: ΔS = V. Δt S So = V. Δt Função Horária do espaço: S = So + V. t

31 Questões 11. A função horária do espaço, para um movimento uniforme, é dada por: S = ,0. t Determine: a) O espaço inicial e a velocidade escalar do movimento; b) A posição do móvel para t = 30s; c) O instante no qual a posição do móvel é 20m.

32 12. A tabela a seguir apresenta as posições ocupadas por um móvel, em movimento uniforme, em função do tempo. a) Prove que o movimento é uniforme e classifique-o; b) Descreva a equação horária; c) O móvel passa pela origem?

33 13. Um móvel, em movimento retilíneo e retrógrado, possui velocidade constante e de valor absoluto igual a 5,0 m/s. No instante t = 0, ele se encontra em um ponto situado a 20m à direita da origem dos espaços. Supondo que a trajetória tenha orientação positiva para a direita, determine: a) A função horária do espaço; b) O instante em que o móvel passa pela origem dos espaços.

34 Questão de prova 2014 Um estudante realizou uma experiência de cinemática utilizando um tubo comprido, transparente e cheio de óleo, dentro do qual uma gota de água descia verticalmente, como indica a figura. A tabela relaciona os dados de posição em função do tempo, obtidos quando a gota passou a descrever um movimento retilíneo uniforme. A partir desses dados, determine: a) Classifique o movimento e justifique; b) Escreva a função horária da posição da gota.