Cinemática - Revisão 3ao Murialdo

CINEMÁTICA
Parte 1

PROFESSOR: MARCELO ALANO.
REVISÃO PARA 3º ANO

CONCEITOS BÁSICOS

• Repouso e movimento → Um corpo está em
movimento quando sua posição em relação a
um referencial varia no decorrer do tempo;
Caso contrário está em repouso.
Deslocamento: Posição inicial a Posição final
em linha reta.
Espaço percorrido: medido pela trajetória

CONCEITOS BÁSICOS

• Quando ocorre uma variação nas posições ou
espaços (∆S = deslocamento), devemos
primeiramente verificar o sistema métrico que
esta sendo utilizado e em segundo lugar o seu
modulo, efetuando o seguinte procedimento
matemático

CONCEITOS BÁSICOS

• ∆S = deslocamento ou distância

∆S = S - So

d = S - So

CONCEITOS BÁSICO

Exemplo:

(m)
-10m 0 10m 20m 30m
a) Quanto deslocou ao total, de acordo com a figura, a pequena bolinha?

∆S= S-So = 30 – (-10) = 40m
b) Qual foi o deslocamento efetuado da posição –10m até 20m?

∆S= S-So = 20– (-10) = 30m
Obs:É comum chamar a posição zero de
origem dos espaços.

Velocidade Média

∆X
Vm =
∆t

Velocidade Média

• É a razão entre o valor da
distância percorrida e o intervalo
de tempo gasto no percurso

Velocidade Média

• Um rapaz percorre um espaço de 40 metros
em 8 segundos, qual sua velocidade média ?
R.
Vmédia = Δ S / Δ t

V = 40 m / 8 s = 5 m/s

Movimento Uniforme

• Velocidade
constante

X = X o + v.t

Movimento Uniforme

• O móvel percorre espaços iguais em intervalos
de tempos iguais.

Movimento uniforme

O gráfico serve para visualizar o
comportamento das grandezas físicas
envolvidas de uma maneira fácil e rápida.
Através de um gráfico podemos verificar
como varia uma grandeza (por exemplo,
espaço) em função de outra (por exemplo,
tempo).

Movimento Uniforme - Exemplo

• Um móvel descreve um MRU, de acordo
com a função horária S = 40 + 5t (SI).
Determine:
c) O espaço inicial e sua velocidade escalar
d) A posição no instante t = 10 s
e) O instante que ele passará pela origem dos
espaços

Movimento Uniforme - Exemplo

• R. S = 40 + 5t (SI)
• S = S0 + V t
 S0 = 40 m ; V=5m/s
 S = 40 + 5 (10) = 40+ 50 = 90 m
 S=0;
0 = 40+ 5t ; 40 = 5t ; t = 8 s
Considerando o deslocamento em módulo, pois não podemos
ter tempo negativo.

Sistema de Eixos Cartesianos Ortogonais

• Os valores das grandezas envolvidas são
colocados utilizando uma escala adequada
para cada eixo.
• O eixo na horizontal (por convenção) é
denominado eixo das abcissas e nele são
colocadas os valores da variável independente
(por exemplo, tempo).
• O eixo na vertical é denominado eixo das
ordenadas e nele são colocados os valores da
variável dependente (por exemplo, espaço).


• A velocidade escalar é obtida a partir do
gráfico S versus t, calculando a inclinação da
reta:

V = Inclinação da reta = ΔS / Δt

Classificação dos movimentos

• A variação da velocidade nos gráficos ( a e b) são causadas
pelo fator aceleração. ( a ≠ 0 )
• Para o gráfico ( c), velocidade constante devido (a = 0)

MOVIMENTO UNIFORME VARIADO

O movimento é uniforme – o que varia
uniformemente ?

• A velocidade varia uniformemente, ou seja
varia a mesma quantidade em um mesmo
intervalo de tempo.
• Possui aceleração constante diferente de
zero a≠0


• A figura acima demonstra um móvel
percorrendo espaços diferentes em tempos
iguais. (a ≠ 0 )


Função horária da velocidade no MUV
V = V0 + a t
Função horária do espaço no MUV

S = S0 + V0t + ½ at2


 Equação de Torricelli

V2 = Vo2 + 2.a. ∆S


• Os gráficos acima demonstram uma variação
de velocidade ( característica MUV) por
intervalo de tempo.
• A aceleração escalar é obtida a partir do
gráfico V versus t, calculando a inclinação da
reta:

a = Inclinação da reta = ΔV / Δt
Gráfico ( V x t )

Calculo de Aceleração

• Calcule a aceleração média de um
móvel, sabendo que sua velocidade
varia de 10m/s para 18m/s em 4s.

• dados: Vo=10m/s, Vf=18m/s, Δt=4s,
a= ?

Calculo de Aceleração

• a = ∆V
∆t
• a = V- V0 → 10m/s -18m/s = 8m/s = 2 m/s2
t- t0 4s 4s

Queda Livre - Exemplo
Uma bola de futebol é chutada para cima com
velocidade igual a 20m/s.

(a) Calcule quanto tempo a bola vai demorar para
retornar ao solo.

(b) Qual a altura máxima atingida pela bola? Dado
g=10m/s².

Neste exemplo, o movimento é uma combinação de um lançamento
vertical para cima + um lançamento vertical para baixo (que neste
caso também pode ser chamado de queda livre). Então, o mais
indicado é calcularmos por partes:

Movimento para cima:


Movimento para baixo :

Como não estamos considerando a resistência do ar, a velocidade final será
igual à
velocidade com que a bola foi lançada.

Observamos, então, que nesta situação, onde a resistência do ar é desprezada,
o tempo de subida é igual ao de decida.

• (b)
• Sabendo o tempo da subida e a velocidade de lançamento,
podemos utilizar a função horária do deslocamento, ou então
utilizar a Equação de Torricelli.

• Lembre-se de que estamos considerando apenas a subida,
então t=2s

• ou
•

•

Equação de Torricelli - Exemplo
• Um ponto material parte do repouso em
movimento uniformemente variado e, após
percorrer 12 m, está animado de uma
velocidade escalar de 6,0 m/s. A aceleração
escalar do ponto material, em m/s vale:
a) 1,5 b) 1,0 c) 2,5 d) 2,0 e) n.d.a.

Exemplo
• Resolução:
Para este problemas temos os seguintes dados:
V0 = 0 (parte do repouso)
V = 6 m/s
d = 12m
a=?
Verifica-se que a velocidade do móvel esta em função da
posição. Aplica-se então equação de Torricelli
V2 = Vo2 + 2.a. ∆S

Equação de Torricelli - Exemplo
• Substituindo os valores temos:
V2 = Vo2 + 2.a. ∆S
62 = 02 + 2. a. 12
36 = 24. a
36/24 = a
a = 1,5m/s2
Alternativa A

Função horária da velocidade- Exemplo
• (FUVEST) Um veículo parte do repouso em movimento
retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a
2,0 m/s2. Pode-se dizer que sua velocidade escalar e a
distância percorrida após 3,0 segundos, valem,
respectivamente:
a) 6,0 m/s e 9,0m;
b) 6,0m/s e 18m;
c) 3,0 m/s e 12m;
d) 12 m/s e 35m;
e) 2,0 m/s e 12 m


• Resolução:
Para este problemas temos os seguintes dados:
V0 = 0 (parte do repouso)
V=?
t= 3s
a = 2,0 m/s2
Verifica-se que a velocidade do móvel está em função do
tempo. Aplica-se então :
V = V0 + a t


• Substituindo os valores temos:
V = V0 + a t
V=0 +2.3
V = 6 m/s

Função horária do Espaço - Exemplo

• Para determinar a distância percorrida
podemos aplicar:
S = S0 + V0t + ½ at2
considerando S0 = 0 temos :

d = V0t + ½ at2


Substituindo os valores :
d = V0t + ½ at2
d = 0 + ½ 2. 32
d=9m

Resposta: velocidade 6m/s e a distância 9m.
Alternativa A

Lançamento Obliquo - Exemplo

Um projétil é lançado com velocidade de 100 m/s segundo
um ângulo de 53º com a horizontal. Considere
sen 53º = 0,8 e cos 53º = 0,6. Calcule:
a) as componentes horizontal e vertical da velocidade
no início do movimento;
b) o tempo de subida;
c) a altura máxima atingida pelo projétil;
d) o alcance do projétil.

Lançamento Obliquo- Exemplo

Resolução:
Dados :
V = 100m/s
(sen 53º = 0,8 e cos 53º = 0,6)

• As componentes Verticais Vx e Vy
Vx = V Cos 53º → Vx = 100 . 0,6 → Vx = 60m/s
V0y = V Sen 53º → V0y = 100 . 0,8 → V0y = 80 m/s
Considerando o movimento de projétil no eixo “x” Uniforme. e
considerando o movimento do projétil no eixo y Uniforme variado.
Por isso a diferenciação Vx e V0y , já que no eixo Y a variação de
velocidade.

Lançamento Obliquo- Exemplo - Exemplo

b) Tempo de subida
* Para o calculo do tempo de subida considere o movimento
isolada no eixo Y.
* No ponto de altura máxima a velocidade do projétil é igual a
zero. ( V = 0 ).
V = V0 - g t
* A aceleração atuante sobre o projetil e a aceleração da
gravidade, que por sua vez possui direção vertical e direção
de cima para baixo (+g), como o movimento do projétil
inicialmente é de baixo para cima (-g)


V = V0 - g t
0 = 80 – 10t
-80/-10 = t
t = 8s


c) Altura máxima:
* como a altura do projetil é oseu
deslocamento no eixo “y”. Consire :
y = V0yt - ½ gt2
y = 80(8) - ½ 10(8)2
y = 640 – 320
y = 320m


d) alcance máximo
( distância máxima no eixo “x”) .
* como o movimento no eixo “x” e Uniforme,
aceleração igual a zero.
16 segundos foi o tempo de permanência do
projétil no ar. Multiplicando por 2 o tempo de
subida. ( 8 . 2 = 16s )


Temos:
d = Vt
d = 60 . 16
d = 960m

CINEMÁTICA

•Bons
estudos!!!!!
• Abraços - Marcelo Alano.

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