Mecânica
É o segmento da física que se preocupa em estudar o movimento e o repouso dos corpos, bem como as forças que com eles se interagem.
- Velocidade Escalar Média (Vm): é a razão entre o deslocamento realizado por um móvel e o tempo necessário para perfazê-lo.
-A fórmula abaixo é utilizada para calcular a velocidade média:
OBS: Sabe-se que a variação do espaço (∆s) é o Espaço final menos o Espaço inicial.
E a variação do tempo (∆t) é Tempo final menos o Tempo inicial.
- Movimento Progressivo – Acontece quando os espaços aumentam com o passar do tempo ( velocidade positiva).
- Movimento Retrógrado – Acontece quando os espaços diminuem com o passar do tempo (velocidade negativa).
Função Horária do Espaço no Movimento Uniforme
S = Espaço Final
So = Espaço Inicial
V = Velocidade
T = Tempo
Diagrama S x T
Informa o espaço em função do tempo. É possível traçar um diagrama de duas formas:
- 1ª: Através dos dados fornecidos pelo exercício em uma tabela S / T, lembrando que o Espaço (S) será dado em metros (m) e o Tempo (T) será dado em segundos (s).
Ex:
- 2ª: Através da função horária do espaço: S = So + VT
Diagrama V x T
Este informa o deslocamento.
- Movimento Uniforme Progressivo: a linha reta paralela localiza - se entre V e T no primeiro quadrante.
- Movimento Uniforme Retrógrado: a linha reta paralela localiza - se entre V e T no quarto quadrante.
Sendo que, para calcular o deslocamento realizado pelo móvel equivale a área (A) sob o gráfico V x T entre os instantes T¹ e T², que nada mais é que a multiplicação da altura (h) pela base (b) de um retângulo. Para calcular a área desse retângulo utiliza - se a fórmula:
A = b x h
Aceleração Escalar Média (am)
É a variação total da velocidade de um móvel em determinado intervalo de tempo.
Movimento acelerado: movimento que ocorre com aumento do módulo da velocidade.
Movimento retardado: movimento que ocorre com a diminuição do módulo da velocidade.
Função Horária da Velocidade
Compreendendo o Conteúdo
Velocidade:
1. Um macaco que pula de galho em
galho em um zoológico, demora 6 segundos para atravessar sua jaula, que
mede 12 metros. Qual a velocidade média dele?
S=12m
t=6s
v=?
2. Um bola de basebol é lançada com
velocidade igual a 108m/s, e leva 0,6 segundo para chegar ao rebatedor.
Supondo que a bola se desloque com velocidade constante. Qual a
distância entre o arremessador e o rebatedor?
, se isolarmos S:
3. Durante uma corrida de 100 metros rasos, um
competidor se desloca com velocidade média de 5m/s. Quanto tempo ele
demora para completar o percurso?
, se isolarmos t:
Movimento Uniforme:
1. O gráfico a seguir mostra as
posições em função do tempo de dois ônibus. Um parte de uma cidade A em
direção a uma cidade B, e o outro da cidade B para a cidade A. As
distâncias são medidas a partir da cidade A. A que distância os ônibus
vão se encontrar?
Para que seja possível fazer este cálculo,
precisamos saber a velocidade de algum dos dois ônibus, e depois,
calcular a distância percorrida até o momento em que acontece o encontro
dos dois, onde as trajetórias se cruzam.
Calculando a velocidade ônibus que sai da cidade A em direção a cidade B (linha azul)
Sabendo a velocidade, é possível calcular a posição do encontro, quando t=3h.
2. Um carro, se desloca a uma velocidade de 20m/s em um
primeiro momento, logo após passa a se deslocar com velocidade igual a
40m/s, assim como mostra o gráfico abaixo. Qual foi o distância
percorrida pelo carro?
Tendo o gráfico da v x t, o deslocamento é igual à área sob a reta da velocidade. Então:
S= Área A + Área B
S=20.5 + 40.(15-5)
S=100+400
S=500m
Aceleração Escalar média:
A velocidade escalar de um carro varia com o tempo, conforme indica o gráfico abaixo.
Determine a aceleração escalar média do carro entre os instantes:
a) 0 e 3 s
b) 3 s e 4 s
c) 5 s a 8 s.
a) αm = Δv/Δt = (6-0)/(3-0) => αm = 2 m/s2
b) αm = Δv/Δt = (6-6)/(4-3) => αm = 0
c) αm = Δv/Δt = (0-12)/(8-5) => αm = -4 m/s2
A velocidade de um móvel sofre variações iguais em intervalos de tempo iguais, conforme indica a tabela:
Classifique o movimento dizendo se é acelerado ou retardado, entre os instantes: a) 0 e 3 s b) 5 s e 8 s
a) Entre 0 e 3 s o módulo da velocidade escalar decresce com o tempo:
O movimento é retardado.
b) Entre 5 s e 8 s o módulo da velocidade escalar cresce com o tempo: O movimento é acelerado.
Qualquer
objeto em movimento vertical, nas proximidades da superfície terrestre,
fica sujeito a uma aceleração constante, devido à atuação do campo
gravitacional. Ao elevar-se o objeto, o seu deslocamento é retardado e
tem a velocidade diminuída, em módulo; enquanto, ao descer, seu
movimento é acelerado e há crescimento do módulo da velocidade.
Aceleração Gravitacional (g): varia de acordo com a latitude, a altitude e outros fatores. Pode ser considerada constante com valor aproximado de g ≅ 9,8m/s².
Lançamentos Verticais Próximos ao Solo
Quando um corpo é arremessado verticalmente para o alto, pode-se constatar que o seu movimento:
- É retardado enquanto ele se eleva;
- Para instantaneamente no ponto mais alto do trajeto;
- Muda o sentido do movimento e passa a ser acelerado na descida;
As Equações do Lançamento Vertical: Nas leis de velocidade e posição dos lançamentos verticais:
- O símbolo de espaço (s) é trocado pelo da altura (h).
- O símbolo da aceleração escalar (a) é substituído pelo da aceleração gravitacional (g).
Compreendendo o Conteúdo
1. Um móvel é atirado verticalmente para cima a partir do solo, com velocidade de 72 km/h. Determine: a) as funções horárias do movimento; b) o tempo de subida; c) a altura máxima atingida; d) em t = 3 s, a altura e o sentido do movimento; e) o instante e a velocidade quando o móvel atinge o solo. Obs.: Adote g = 10m/s²
a) as funções horárias do movimento
S = So + Vo.t + g.t²/2
S = 20.t -10.t²/2
S = 20.t + 5.t² - Função horária do espaço
V = Vo + g.t
V = 20 – g.t – função horária da velocidade
b) o tempo de subida
0 = 20 – 10.t
10.t = 20
t = 20/10
t = 2s
c) a altura máxima atingida
S = 20.2 - 5.2²
S = 40 – 20
S = 20m
d) em t = 3 s, a altura e o sentido do movimento
S = 20.3 - 5.3²
S = 60 – 45
S = 15m
Até 2s o movimento é direcionado para cima (altura máxima), pra t >2s o movimento é direcionado para baixo.
2. Um corpo é abandonado a 80m do solo. Sendo g = 10m/s² e o corpo estando
livre de forças dissipativas, determine o instante e a velocidade que o
móvel possui ao atingir o solo.
Utilizando a equação horária do espaço, temos:
S = So + Vo.t + gt²/2
0 = -80 + 0 + 10.t²/2
10.t²/2 = 80
10.t² = 160
t² = 16
t = 4s
Sendo V = Vo + g.t
V = 0 + 10.4
V = 40m/s
Fonte: http://somadasexatas.blogspot.com.br/p/blog-page.html
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