UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Acadêmico Claiton Montanha – claiton@radiologia.com.br Aula 3: Unidades comprimento, área,
Objetivo
* Ao final desta aula, os alunos devem conseguir compreender velocidade média
Conteúdos
* Velicidade Média Recursos
* Giz, quadro-negro
Metodologia
* Aula expositiva e dialogada Desenvolvimento da aula:
Iniciar a aula faldo sobre:
Ponto Material
É comum na Física não levarmos em conta as dimensões de um corpo. Vejamos o exemplo um veículo em uma rodovia; se forem comparadas as dimensões do veículo com as da rodovia, poderemos tratar o veículo como algo muito pequeno.
"Ponto Material é um corpo cujas dimensões podem ser desprezadas."
Referencial
Quando vamos estudar o comportamento de um corpo, é conveniente estabelecermos alguns critérios. Em Mecânica, se quisermos descrever o seu movimento, é importante adotarmos um referencial. Isto significa que ao adotarmos um ponto como referência, poderemos descrever se o corpo (em relação ao referncial) está ou não em movimento, o tipo de trajetória que ele descreve, etc...
No exemplo a seguir, teremos três observadores em posições distintas. Veja como cada observador descreverá o tipo de trajetória realizada pelo ponto material. É um belo exemplo da importância do referencial.
Exemplo 01
(UFMG) João, Pedro e Marcos observem um ponto P na borda de um disco que gira em um plano horizontal (figura). João se encontra acima do disco, sobre seu eixo, Pedro está no mesmo plano do disco e Marcos entre João e Pedro. Faça um desenho de como seriam as trajetórias do ponto P observadas por João, Marcos e Pedro, respectivamente.
Solução:
Para termos uma idéia do que o problema nos pede, vamos construir uma figura para cada um dos observadores em separado:
Marcos entre João e Pedro!
Pedro está no mesmo plano do disco!
Movimento e Repouso
Vimos há pouco que para descrever um movimento devemos estabelecer um referencial.
Veja o caso do motociclista abaixo. A medida que a posição da moto se altera, em relação ao marco inicial da rodovia (marco zero), poderemos afirmar que o corpo está em movimento. Quando a distância não se altera, dizemos que o corpo está em repouso.
Em virtude de termos adotado um referencial, podemos representar as duas posições distintas do motociclista, veja a figura a seguir;
Espaço:
É a grandeza física (s) que determina a posição de um ponto material em uma trajetória.
s0 - É o espaço inicial de um ponto material ou seja a sua posição no instante t0=0
s - espaço final.
Podemos afirmar pelos cálculos que fizemos acima, que o motociclista
"andou" 4km em 4 min.
Velocidade Média
Velocidade média é definida pela razão da variação de espaço pelo intervalo de tempo correspondente. l.
EXEMPLO 02.
(FUVEST - SP) Um ônibus sai de São Paulo às 8h e chega a Jaboticabal, que dista 350km da capital, às 11h 30min. No trecho de Jundiaí a Campinas, de aproximadamente 45 km, a sua velocidade foi constante e igual a 90 km/h.
a) Qual a velocidade média, em km/h, no trajeto São Paulo- Jaboticabal?
b) Em quanto tempo o ônibus cumpre o trecho Jundiaí - Campinas Solução:
Para termos uma idéia geral do que o problema nos pede, fica mais fácil se construirmos uma figura dando uma visão da descrição feita pelo texto.
TRANSFORMAÇÃO DE UNIDADES 1 km = 1000 m
1 h = 60 min 60 min = 3600 s
Vamos determinar a velocidade média trabalhando com conversão de unidades.
Exercício 01
(FUVEST) Uma pessoa caminha com passadas iguais de 80cm com velocidade constante de 2m/s.
a) Quantos metros essa pessoa caminha em 60 s ? b) Quantos passos ela dá por segundo ?
Exercício 02
(UFAC) Um carro com uma velocidade de 80km/h passa pelo km 240 de uma rodovia às 7h 30min. A que horas este carro chegará à próxima
cidade, sabendo-se que a mesma está situada no km 300 dessa rodovia?
Exercício 03
(PUC - Campinas) Numa corrida de carros, suponha que o vencedor gastou 1h 30min para completar o circuito, desenvolvendo uma velocidade média de 240 km/h, enquanto que um outro carro, o segundo colocado, desenvolveu a velocidade média de 236 km/h. Se a pista tem 30km, quantas voltas o carro vencedor chegou a frente do segundo colocado?
Exercício 04
(FUVEST) Uma composição ferroviária (19 vagões e uma locomotiva) desloca-se a 20m/s. Sendo o comprimento de cada elemento da composição 10m, qual é o tempo que o trem gasta para ultrapassar:
a) um sinaleiro?
b) uma ponte de 100m de comprimento?
