Por professor Ricardo Jacob
Habilidades principais
H8 – Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. H20 – Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.
I – Cinemática Escalar
1. Repouso, Movimento e Referencial
Consideremos um motorista dentro de um carro que se move para a direita, e uma menina em pé, no acostamento.
Tomando a menina como referência verificamos que a distância entre ela e o motorista varia com o tempo.
Neste caso, dizemos que o motorista está em movimento em relação a menina.
Supondo agora, que a menina esteja junto com o motorista no carro, e tomando a menina como referência, verificamos que a distância entre eles não varia com o tempo.
Neste caso, dizemos que o motorista está em repouso em relação a menina.
A menina, que tomamos como referência nos dois exemplos, é denominado referencial.
O referencial é indispensável para determinar a posição de um objeto e necessário para verificar se um objeto se movimenta ou está em repouso.
2. Trajetória
É a linha determinada pelas diversas posições que um corpo ocupa no decorrer do tempo. É importante lembrar que a trajetória depende do referencial adotado.
3. Posição escalar (S) e deslocamento escalar (ΔS)
Para localizarmos um corpo num determinado instante, adotamos arbitrariamente um ponto O sobre a trajetória, ao qual chamaremos
de origem das posições, e orientamos a trajetória positivamente, por exemplo, para a direita a partir de O.
Para conhecer a posição do corpo (S) num certo instante, precisamos conhecer a sua distância em relação ao ponto O. Essa posição será positiva se o corpo estiver à direita da origem e negativa se estiver à esquerda.
O deslocamento escalar é dado pela diferença entre a posição escalar final e a posição escalar inicial. Logo:
Na trajetória a seguir, temos:
» A posição do corpo no instante t = 0h é So = 10km;
» A posição do corpo no instante t = 1h é S = 50km;
» O deslocamento escalar no ?t=1h é ?S=50−10=40km;
» Caso o corpo estivesse na origem das posições, sua posição é S= 0.
» Caso a posição final seja igual a inicial (S=So) o deslocamento escalar é zero.
4. Velocidade escalar média
? t ? Δ t = t – t o ⇒ Intervalo de tempo ? Caso o corpo caminhe em um único sentido e em linha reta, a distância percorrida será igual ao deslocamento escalar.
No sistema internacional (SI) a unidade de velocidade é m/s, mas também é comum utilizarmos o km/h.
5. Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)
Um corpo é dotado de movimento uniforme, quando percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais.
MRU⇒ velocidade constante
1) Função Horária da Posição
S SO+v t
2) Gráficos da Função Horária da Posição
6. Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)
É o quociente entre a variação de velocidade (?V) pelo intervalo
de tempo (?t) correspondente.
⇒ Movimento Acelerado:
Um movimento é denominando acelerado quando o módulo da
velocidade aumenta no decorrer do tempo. Isso ocorre quando a
velocidade e a aceleração têm o mesmo sinal.
⇒ Movimento Retardado:
Um movimento é denominado retardado, quando o módulo da
velocidade diminui no decorrer do tempo. Isso ocorre quando a
velocidade e a aceleração têm sinais contrários.
7. Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)
É o movimento em que a velocidade escalar varia com o tempo
e a aceleração escalar permanece constante não nula.
MRUV ⇒ aceleração constante
a) Função Horária da Posição:
b) Função Horária da Velocidade: v =vo + a t
c) Equação de Torricelli:
Onde:
⇒ S = posição final
⇒ So = posição inicial
⇒ v = velocidade final
⇒ vo = velocidade inicial
⇒ a = aceleração
⇒ t = instante final
⇒ ΔS = variação da posição ou deslocamento escalar.
Obs.: Em todas as equações o instante inicial foi considerado zero (t = 0). Caso exista necessidade de fazer o instante inicial diferente de zero, substitua t por (t- to )
nas equações.
8. Queda livre
É a queda de um corpo no vácuo, que é diferente da queda no ar.
Para pequenas alturas, podemos considerar a queda livre como um movimento retilíneo uniforme variado (MRUV).
A aceleração da gravidade não é a mesma em todos os lugares da Terra. Ela varia com a latitude e altitude.
Para facilitar os cálculos, usaremos, muitas vezes, o valor g =10m/s2.
Sendo a queda-livre um M.R.U.V., é evidente que podemos aplicar as mesmas equações estudadas anteriormente.
Corpos abandonados num mesmo local e na mesma altura em relação ao solo demoram o mesmo tempo para chegar ao solo, independentemente de suas massas.
⇒ A velocidade de um corpo tem o mesmo módulo quando ele passa pelo mesmo ponto na subida e na descida.
⇒ O intervalo de tempo decorrido entre as passagens por dois pontos determinados é o mesmo na subida e na descida.
Podemos então concluir que o tempo de subida é igual ao tempo de descida
Ts=Td
