I.1.2. RAPIDEZ MÉDIA E VELOCIDADE

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1 Ciências Físico-químicas - 9º ano de escolaridade Quão rápido és tu? COMPETÊNCIAS Definir rapidez média, indicar a respetiva unidade SI e aplicar a definição em movimentos com trajetórias retilíneas ou curvilíneas, incluindo conversão de unidades. Caracterizar a velocidade num dado instante por um vetor, com o sentido do movimento, direção tangente à trajetória e valor, que traduz a rapidez com que o corpo se move, e indicar a sua unidade SI. Indicar que o valor da velocidade pode ser medido com um velocímetro. Classificar movimentos retilíneos no sentido positivo em uniformes, acelerados ou retardados a partir dos valores da velocidade, da sua representação vetorial ou ainda de gráficos velocidade-tempo. 2 1

2 Grandeza escalar: quando é apenas necessário identificar um valor e a respetiva unidade de medida. (ex: altura de uma pessoa, a distância entre duas localidades). Grandeza vetorial: quando, para além do valor é necessário indicar outras informações (ex: deslocamento, velocidade, força) Para caraterizar uma grandeza vetorial é necessário, para além do seu valor ou intensidade, identificar a sua direção e o seu sentido e, nas que exista, o seu ponto de aplicação. 3 A rapidez média é uma grandeza física escalar que indica a distância percorrida por unidade de tempo. Δt s 4 2

3 A rapidez média, r m,corresponde à razão entre a distância percorrida por um corpo e o intervalo de tempo que demorou a percorrê-la: A rapidez média exprime-se, no Sistema Internacional, em metro por segundo, m/s. Grandeza Símbolo Unidade SI Distância S Metro (m) Tempo Segundo (s) Rapidez média r m Metro por segundo (m/s) 5 A rapidez média exprime-se, no Sistema Internacional, em metro por segundo, m/s. Mas a unidade habitualmente usada é o quilómetro por hora, km/h. Como se relaciona o metro por segundo, m/s com o quilómetro por hora, km/h? Relembra que: 1 km = 1000 m e 1 h = 3600 s 6 3

4 Resolve no teu caderno! Exemplo 1: Duas cidades distam 300 km. Se um automóvel demorar 3 horas e 30 minutos de uma cidade à outra, qual a rapidez média com que se desloca o automóvel? Exemplo 2: A distância da Terra à Lua é de km. Considera que a rapidez média com que a nave Apolo 11 foi à Lua, foi de km/h. Qual o tempo que demorou a viagem até à Lua, supondo que a trajetória é retilínea? Exemplo 3: Um homem desloca-se com uma rapidez média de 1,4 m/s, durante 1,5 h. Quantos quilómetros percorre o homem? 7 Resolução exemplo 1 Dados d = 300 km = 3 h 30 min = 3,5 h r m =? d rm 300km rm 3, 5h rm 857, km / h RESPOSTA: O automóvel percorreu a distância de 300 km com uma rapidez média de 85,7 km/h Resolução exemplo 2: Dados r m = km/h d d r d = km km =? 4000km / h 96h RESPOSTA: A nave Apolo 11 demorou cerca de 96 horas na viagem da Terra à Lua. r m m Resolução de exemplo 3: t 1,5h Dados 1hora 60min r m = 1,4 m/s 1min 60s = 1,5 h então,1h s d =? logo t 1,5 3600s t 5400s RESPOSTA: O senhor percorre cerca de 7,560 Km. d rm d rm d 14, ( m / s) 5400( s) d 7560m d 7, 560km 8 4

5 9 Vetor velocidade tem: a direção da trajetória, no caso do movimento ser retilíneo; a direção da tangente a trajetória, se o movimento é curvilíneo. O sentido do movimento. O ponto de aplicação coincide com a posição ocupada pelo centro de massa do corpo no instante considerado. 10 5

6 A intensidade do vetor velocidade, v, relaciona-se com o comprimento do vetor velocidade na escala considerada e traduz a rapidez do movimento em cada instante e posição. Este valor da velocidade pode ser medido com um velocímetro. As velocidades de dois automóveis são iguais apenas quando têm a mesma direção, o mesmo sentido e o mesmo valor; Velocímetro

7 Resolve no teu caderno! 13 Velocidade média,( v x ), é uma grandeza vetorial e determina-se fazendo o quociente entre o vetor m deslocamento ( ) efetuado por um corpo e o intervalo de tempo ( ) a percorrê-lo: v m x Nos movimentos retilíneos o valor (módulo ou intensidade) da velocidade média pode ser determinado por: x x f xi vm vm Como é uma grandeza vetorial, para além do valor (módulo ou intensidade) permite-nos saber a direção e o sentido do movimento do corpo; Não depende da trajetória efetuada durante o movimento, mas sim, e apenas das posições final e inicial do corpo. 14 7

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