Autor: zanatto | Publicado: 2014-03-15T09:36:00-07:00

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Unidade I: Cinemática

Cinemática é
a parte da Física que estuda os movimentos sem levar em conta suas causas.



Conceitos fundamentais:



Movimento e repouso 

Movimento e
repouso são conceitos relativos, isto é, dependem de um referencial.

Escolhido um referencial,
para saber se um corpo está em repouso ou em movimento basta verificar se a
posição do corpo varia ou não no decorrer do tempo.

Um corpo está
em movimento quando sua posição em relação a um referencial varia no decorrer
do tempo; caso contrário, está em repouso.

Partícula ou ponto material

É todo o
corpo cujas dimensões são desprezíveis no estudo de um movimento.

Trajetória

É a linha
geométrica que representa o caminho descrito por uma partícula em movimento
(móvel) em relação a um dado referencial.

A trajetória
pode ser retilínea ou curvilínea, porém depende sempre do referencial adotado.









Posição ao longo de uma trajetória

Para
localizarmos um móvel sobre sua trajetória, precisamos primeiro estabelecer um
referencial, depois orientá-la .

A medida
algébrica (positiva ou negativa) do segmento que vai da origem (0) até o ponto
considerado representa a posição da partícula e a representamos pela letra S.

Velocidade escalar média (Vm)

Considere uma
partícula em movimento na trajetória esquematizada a seguir e ocupando as
posições indicadas em cada instante.



No instante
inicial t1, a posição
inicial é S1

No instante
final t2, a posição final
é S2.

O intervalo
de tempo ∆t é a diferença entre o
instante final t2 e o
instante inicial t1. &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;∆t = t2 - t1

A variação de
posição &nbsp;∆S é a diferença entre a posição
fina S2 e a posição
inicial S1.

∆S = S2 - S1



Velocidade
escalar média é a relação entre a variação de posição ∆S &nbsp;e o correspondente
intervalo de tempo &nbsp;∆t.



Unidade de medida
de velocidade, no SI a unidade de velocidade é o metro por segundo (m/s),
embora se use freqüentemente o quilometro por hora (km/h). Então precisamos
transformar de km/ para m/s e vice -versa.



Velocidade instantânea

Velocidade
instantânea significa velocidade num dado instante e não num intervalo de
tempo.é aquela marcada pelos velocímetros dos carros.

Sinal da velocidade

O sinal da
velocidade está relacionado com o sentido de movimento do móvel.

*A velocidade
é positiva quando o móvel se move no sentido dos espaços crescentes. Nesse
caso, o movimento é chamado progressivo.



*A velocidade
é negativa quando a partícula se move no sentido dos espaços decrescentes.
Nesse caso, o movimento é chamado retrógrado.



Aceleração escalar media (am)

Quando a velocidade
de um móvel varia no decorrer do tempo, dizemos que ele sofreu aceleração.

Aceleração
escalar média é a relação entre a variação de velocidade pelo
correspondente&nbsp; intervalo de tempo.



A unidade de
medida de aceleração são as unidades de velocidade m/s dividida pela unidade de
tempo s. No SI a unidade de aceleração é o m/s/s ou m/s2(metro por
segundo ao quadrado)

Movimento acelerado e retardado

Um movimento
é acelerado quando a velocidade instantânea aumenta em
valor absoluto no decorrer do tempo.

Um movimento
é&nbsp; retardado
quando a velocidade instantânea&nbsp; diminui
em valor absoluto no decorrer do tempo.

Como tanto a
velocidade quanto a aceleração podem ser positivas ou negativas, é necessário o
máximo cuidado ao se caracterizar um movimento como acelerado ou retardado.

A maneira
mais prática é verificar o sinal das duas, assim temos:

Movimento acelerado - &nbsp;aceleração e velocidade tem o mesmo sinal

Movimento retardado – aceleração e velocidade tem sinais contrários.

Exercícios:

1.O prédio em
que se localiza sua escola está em movimento em relação a Terra? E em relação
ao Sol?

2. Quando um
corpo pode ser considerado ponto material ou partícula?

3.Quando um
móvel está em movimento?

4. Quando um
móvel está em repouso?

5. Um corpo
pode estar em movimento e em repouso&nbsp; ao
mesmo tempo? Justifique sua resposta.

6. O que é
velocidade escalar média?

7. Quando um
movimento é progressivo?

8. Quando um
movimento é retrógrado?

9. A posição
de um móvel varia com o tempo, conforme tabela:

 

  
  
t(s)

  
  
0

  
  
1

  
  
2

  
  
3

  
  
4

  
  
5

 

  
  
S(m)

  
  
3

  
  
4

  
  
7

  
  
12

  
  
19

  
  
28

 


Determine:
a)a posição inicial; b)a posição no instante 3s; c)a distancia percorrida entre
os instantes 1s e 4s; d) se o movimento é progressivo ou retrógrado;e)a
velocidade média entre 1s e 4s.

10. Um carro
se move durante 4 horas, percorrendo uma distancia de 360 quilômetros. Qual foi
a velocidade escalar média do carro? Transforme esta velocidade para m/s.

11. Um atleta
em pista retilínea corre 90 m em 10s. Qual a velocidade escalar média do
atleta? Transforme esta velocidade para km/h.

12. Às
15h45min, um caminhão passa pelo marco 20 km de uma rodovia. Às 16h15min, o
mesmo caminhão passa pelo marco 50km. Calcule: a) a distancia percorrida &nbsp;pelo caminhão; b) o intervalo de tempo gasto;
c) a velocidade escalar média do caminhão.
13.Um carro viaja de uma cidade A a uma cidade B, distantes 200km.
Seu percurso demora 4 horas, pois decorrida uma hora de
viagem, o pneu dianteiro esquerdo furou e
precisou ser trocado, levando 1 hora e 20 minutos do tempo total gasto. Qual
foi a velocidade média que o carro desenvolveu durante a viagem? 


14. 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?


15)A
velocidade de um móvel varia de 5m/s para 20m/s em 3s.Calcule sua aceleração
escalar média.Esse movimento é acelerado ou retardado?


16.Um carro
apresenta velocidade de 25m/s quando é freado e para após 5s. Determine sua
aceleração escalar média.Esse movimento é acelerado ou retardado?


17. Um móvel
parte do repouso e atinge a velocidade de 20m/s após 5s. Qual a aceleração
escalar média do móvel nesse intervalo de tempo.


18.Se a
aceleração escalar média de um móvel é de 4m/s2 durante 9s,qual é a
variação de velocidade nesse intervalo de tempo?