Aula 01 de
Aula 01 de Física
Física
Cinemática
Cinemática
Cinemática
Cinemática
((Conceitos
Conceitos preliminares
preliminares, , velocidade
velocidade escalar
escalar e
e
instantânea
instantânea))
Cinemática
Cinemática
y Descreve os movimentos.
y Não há preocupação com a
causa dos movimentos.
y Determinação da posição, velocidade e aceleração dos corpos.
y É o passo inicial da disciplina, ou seja, a primeira matéria que aprendemos no colégio nas aulas de física.
Cinemática
Cinemática
yComo não nos preocupamos com as causas do
movimento
◦ não há forças externas,
◦ a gravidade é constante,
◦ a aceleração também é constante.
yO que procuramos ao estudar a cinemática?
◦ Deslocamento de uma partícula,
◦ Tempo levado para ocorrer um deslocamento,
◦ Velocidade média ou instantânea de uma partícula,
◦ Aceleração de uma partícula.
Conceitos
Conceitos preliminares
preliminares
yPonto material e corpo extenso.
yRepouso, movimento e referencial.
yTrajetória. yPosição escalar.
yDeslocamento e caminho percorrido.
yTempo e Instante de Tempo. yVelocidade escalar média.
yVelocidade escalar instantânea
.
Ponto
Ponto Material
Material e
e Corpo
Corpo Extenso
Extenso
yCorpo extenso é todo
corpo cujas dimensões interferem no estudo de um determinado f ô
fenômeno.
yPonto material é todo corpo cujas dimensões não interferem no estudo de um determinado fenômeno.
Ponto
Ponto Material
Material e
e Corpo
Corpo Extenso
Extenso
yEm relação aos exerçícios:
yPonto material:
◦ qualquer corpo na qual a dimensão não importa para o problema suas dimensões são muito inferiores a escala usada problema, suas dimensões são muito inferiores a escala usada pelo exercício dado (geralmente adotada na Física onde o mundo é ideal).
yCorpo Extenso:
Ponto
Ponto Material
Material e
e Corpo
Corpo Extenso
Extenso
yNota:
◦isso não quer dizer que por ser um ponto material o corpo tem de ser pequeno ou que um corpo extenso é realmente extenso... Essas definições não tem qualquer relação com o tamanho que nós consideramos no dia a dia
tamanho que nós consideramos no dia-a-dia.
yExemplo:
◦Se no estudo, o corpo em movimento é uma formiga se deslocando pelo jardim ... uma pessoa é um corpo extenso.
◦se o estudo for do movimento de planetas ... uma pessoa é um ponto material.
Repouso
Repouso, , Movimento
Movimento e
e Referencial
Referencial
yNa natureza dizemos que um corpo está em movimento
quando tem sua posição alterada, em relação a um
referencial, no tempo.
yO repouso ocorre quando, em relação a um determinado
referencial a posição de um corpo permanece inalterada referencial, a posição de um corpo permanece inalterada ao longo do tempo.
yPortanto o estado de repouso e movimento são relativos,
dependem do referencial, eventualmente um mesmo corpo pode estar em repouso em relação a um referencial e em movimento em relação à outro.
Repouso
Repouso, , Movimento
Movimento e
e Referencial
Referencial
yEx: Quando você está trafegando num trem, a mesa em
que você se encontra está em repouso em relação a você e em movimento em relação a qualquer observador localizado fora do veículo.
Por outro lado, para a mesa, ela está em repouso em relação ao trem o observador de fora que se movimenta.
Trajetória
Trajetória
yTrajetóriaé a linha determinada pelas diversas posições que um corpo ocupa no decorrer do tempo.
yPodemos concluir que a trajetória:
◦ é a linha descrita ou percorrida por um corpo em movimento;
◦ depende do referencial adotado, isto é, pode ser diferente em função do ponto de referência adotado.
Trajetória
Trajetória
yEsta figura representa uma
bomba abandonada de um avião que voa com velocidade constante e em linha reta.
yNote que:
◦ Em relação ao solo, a trajetória da esfera é um arco de parábola;
◦ e em relação ao avião, a trajetória é um segmento de reta vertical.
Trajetória
Trajetória
yNesta outra figura um observador fixo à Terra verá um objeto abandonado dentro de um trem em movimento descrevendo uma trajetória curvilínea (no caso uma parábola ).
yPara um observador fixo no trem em movimento, a
Caminho
Caminho Percorrido
Percorrido
y Posiçãoé o lugar ocupado por um objeto (ponto material) em dado instante em relação a um determinado referencial ou origem.
y Caminho percorridopor um
y Caminho percorridopor um corpo é a medida da distância deste até a origem em linha (seja curva ou reta).
y
Nota:
não é a distância em linha reta, mas ao “longo da trajetória”.Deslocamento
Deslocamento e
e Caminho
Caminho Percorrido
Percorrido
yO deslocamento é a medida do segmento que representa
a distância entre a posição inicial e a posição final,
yEnquanto que o caminho percorrido é a soma dos
segmentos percorridos.
Tempo
Tempo
yTempo: ente físico que é associado a uma sucessão de
eventos e é considerado como conceito primitivo. A origem do tempo é um instante que é fixado por convenção e ao qual é atribuído o valor zero.
yNotação:
◦t: tempo
◦t0ou ti: origem do tempo ou tempo inicial
yUnidade de tempo no SI: 1 segundo (1s)
◦Outras unidades: 1 minuto (1 min), 1 hora (1 h), 1 ano e outras.
yRelação entre as unidades:
◦1h = 60 min
◦1 min = 60 s
◦1 h = 60 * 60 s = 3600 s
Intervalo
Intervalo de Tempo
de Tempo
yIntervalo de tempo: é a diferença entre o instante posterior (tempo final, tf) e o instante anterior (tempo inicial, t0ou ti).
y∆t: a letra grega delta (∆) indica a diferença entre dois
l d d l d
valores da mesma grandeza, neste caso valores de tempo.
∆t = (tempo final) – (tempo inicial)
∆
t = t
f– t
iEspaço
Espaço
yEspaço:grandeza que define a posição de um ponto material sobre sua trajetória. A origem do espaço é atribuído o valor de referência que pode ser zero ou qualquer outro valor.
yNotação:
yNotação:
◦S: espaço
◦S0 ou Si: origem do espaço ou espaço inicial
yUnidade de medida no SI:1 metro (1 m)
◦Outras unidades: 1 centímetro (1 cm), 1 milímetro (1 mm), 1 quilômetro (1 km) e outras.
Variação
Variação de
de Espaço
Espaço
yVariação de espaço ou deslocamento escalar: quando um ponto material, em um intervalo de tempo, muda sua posição, relativamente a um referencial, ocorre uma variação de espaço ou um deslocamento de espaço. à medida da variação de espaço é portanto a diferença em ç p ç p ç o espaço final Sf e o espaço inicial Si.
y∆S:variação de espaço ou deslocamento escalar
Velocidade
Velocidade Média
Média
y Velocidade escalar média: é a variação de espaço que o ponto material realiza em um intervalo de tempo.
y Notação:
◦Vm: velocidade média ◦Vm = ∆S/∆t
d onde:
◦∆S: variação de espaço ◦∆t: intervalo de tempo
y Unidade de medida de velocidade no SI:1 m/ s
◦Outras unidades: 1 km/ h, 1 cm/ s, 1 km/ s entre outras.
y Relação entre as unidades:
◦Para transformar km/ h em m/ s, basta dividir o valor por 3,6. ◦Para transformar m/ s para km/ h basta multiplicar o valor por 3,6.
Velocidade
Velocidade média
média
Velocidade
Velocidade média
média
Velocidade instantânea
Velocidade instantânea
y Velocidade instantânea: ao trafegar em uma estrada você pode observar no velocímetro do carro que a velocidade indicada varia no decorrer do tempo.
y Esta velocidade que você lê no velocímetro em um determinado instante é denominada velocidade instantânea.
y Para determinar esta velocidade tem se que calcular o
y Para determinar esta velocidade tem-se que calcular o limite de (∆S/∆t), para t tendendo a zero;
V = lim ∆S t →0∆t
V = S`(t) (Função derivada da posição)
Exercícios:
Exercícios:
1. Quando o brasileiro Joaquim Cruz ganhou a medalha de ouro nas Olimpíadas de Los Angeles, correu 800m em 100s. Qual foi sua velocidade média?
2. Suponha que um carro gaste 3 horas para percorrer 45 km. Qual a velocidade média do carro?
3. Um automóvel passou pelo marco 30 km de uma estrada às 12 horas. A seguir, passou pelo marco 150 km da mesma estrada às 14 horas. Qual a velocidade média dele entre as passagens pelos dois marcos? 4. Um motorista de uma transportadora recebeu sua
carga no km 340 de uma rodovia às 13 horas e passou no km 120 da mesma rodovia às 16 horas. Qual foi a
Exercícios:
Exercícios:
5. Determine a velocidade média do carro (em milhas por hora ) na animação acima.
