física cinemática - aula - 11

FÍSICA

Professor: Bruce ColombiDisciplina: Biologia

A Física

Sem os conhecimentos da Física, a maioria dos aparelhos (rádio, televisão, geladeira, telefone, computador, etc) não existiria. Carro, ônibus, avião também não.

Todas essas aplicações da física, isto é, todas essas tecnologias, foram obtidas com base no conhecimento que os cientistas adquiriram dos fenômenos.

Capítulo 11 - O Movimento com velocidade Constante

Neste capítulo você vai começar a estudar o movimento dos corpos. A parte da física que se ocupa desse estudo é chamada de cinemática.

Podemos dividir cinemática em:

Movimento – Repouso – Trajetória – Deslocamento – Velocidade Instantânea – Velocidade Média – Movimento Retilíneo

Uniforme - Móvel

O Movimento e o Repousosão relativos

Você está em sua casa, sentado e lendo seu livro de ciências, está parado ou em movimento? E quando está sentado dentro de um ônibus que acaba de ultrapassar um carro, como mostra a figura, você está parado ou em movimento?

A resposta é simples: depende.

No primeiro caso, você está parado em relação a Terra (em física, costuma-se dizer “em repouso” em vez de “parado”). Mas, como a Terra gira em torno do Sol, em relação a ele, você está se movendo.

No segundo caso, em relação a uma pessoa parada na rua, você está se movimentando, com a velocidade do ônibus. Mas, em relação ao motorista, aos outros passageiros do ônibus e ao próprio ônibus, você está em repouso.

Movimento e Repouso

Movimento - É a mudança contínua de posição de um corpo, no correr do tempo, em relação a algo, ou seja, a mudança de posição do corpo em relação ao ponto de referência.

Repouso – Quando a posição do corpo permanece constante, em um determinado intervalo de tempo, em relação ao referencial adotado.

Conceito final

O movimento e o repouso são sempre definidos em relação a um REFERENCIAL, ou sistema de referência, que pode ser um corpo.

Móvel

Chamado de móvel todo corpo que está em movimento, ou seja, que sua velocidade não seja nula. Um corpo móvel é aquele que tem velocidade positiva ou negativa.

Trajetória I

Automóveis percorrendo uma trajetória (um caminho) em linha reta. Dizemos então que eles descrevem um movimento retilíneo.

Trajetória II

Os veículos à noite e os carros de fórmula 1 descrevem uma trajetória curvilínea, isto é, fazem uma linha curva, que pode ser circular ou elíptica, etc.

Trajetória III

A trajetória da borracha no desenho: é uma circunferência. Trata-se então de um movimento curvilíneo circular.

Conceito final:

A trajetória é o caminho que o móvel percorre, em sua trajetória, o móvel pode realizar movimentos retilíneos, curvilíneos ou mistos.

Ou

Trajetória é a linha determinada pelas diversas posições que um corpo ocupa no decorrer do tempo.

Deslocamento

O deslocamento é a mudança de posição de algum ponto em específico. Podemos utilizar como exemplo um aluno que percorre da sua casa (km 20) ao colégio (km 25) todos os dias. Para sabermos qual foi seu deslocamento, temos que pegar a posição final, que é o colégio e subtrair pela posição inicial que é a sua casa, ou seja:

Posição Inicial = Casa, km 20. 25 km – 20 km = 5

km. Posição Final = Colégio, km 25. R: O deslocamento é

de 5 km.

Deslocamento

As diferentes posições ocupadas por um móvel, ou seja, a distância da posição inicial e posição final (posição final (S – Si) menos a posição inicial.

Si S

Velocidade Média

Ás zero horas, um carro passou pelo quilômetro 30 de uma rodovia. Ás duas horas, ele estava passando pelo quilômetro 190. Continuou seguindo sempre em frente e em linha reta.

Qual a velocidade média do carro?

Em primeiro lugar, é preciso saber que a velocidade marcada pelo instrumento conhecido como velocímetro não é a velocidade média. É a VELOCIDADE INSTANTÂNEA, isto é, a velocidade do carro em determinado momento. Essa velocidade varia: o motorista pode andar mais devagar em um trecho da estrada e mais rápido em outro. Só que não vamos trabalhar com velocidade instantânea, e sim com velocidade média.

Para calcular a velocidade média do carro, precisamos saber primeiro seu deslocamento, isto é, sua mudança de posição. O deslocamento é calculado pela diferença entre a posição final do carro e a posição inicial. Esta é a posição do carro no início do movimento e pode ser simbolizada por Si. A posição final é simbolizada pela letra S. E o deslocamento, por S (leia “delta” S).

S = S – Si = 190 – 30 = 160 km

Agora vamos calcular o tempo que o carro levou para percorrer essa distância. Esse tempo é chamado intervalo de tempo ( t) e pode ser calculado pela diferença entre o instante final (t) e o instante inicial (ti):

t = t – ti = 2 – 0 = 2 h

Para calcular a velocidade média, dividimos o deslocamento pelo tempo, veja a fórmula:

Vm = S T

É claro que você percebeu que Vm representa a velocidade média. Então o calculo é fácil:

Vm = 160 km logo Vm = 80 km/h 2 h

R: A velocidade média do carro é de 80km/h.

Para entender melhor V.M

Vamos supor que uma tartaruga percorreu 10 centímetros em um gramado, no tempo de 3 segundos, qual seria a velocidade média dessa tartaruga?

Para obter a V.M (velocidade média) da tartaruga, temos que dividir o espaço percorrido por ela, no caso 10 cm, e dividir pelo tempo gasto no percurso, que foi 3 segundos.

Movimento Retilíneo Uniforme - MRU

Você acabou de conhecer um conceito importante em física, o de velocidade. E viu também que há uma diferença entre velocidade instantânea e velocidade média. Mas há uma situação em que as duas velocidades têm o mesmo valor.

Imagine que um carro mantenha sempre a mesma velocidade ao longo de todo o seu caminho, seguindo em linha reta. Nessa caso, a velocidade instantânea terá o mesmo valor que a velocidade média. Um carro vai percorrer distâncias iguais em tempos iguais.

Esse movimento em linha reta e com velocidade constante e chamado movimento retilíneo uniforme.

Curiosidades

Em 2008 um novo recorde mundial dos 100 m rasos foi estabelecido pelo jamaicano Usain Bolt, com 9,68 s. Isso equivale a uma velocidade de cerca de 37 km/h. Em 2007 o etíope Haile Gebreselassie bateu o recorde da corrida conhecida como maratona, com disTância de 42.195 m, com o tempo de 2 h 4 m 26 s, o que dá uma velocidade média de pouco mais de 20 km/h.

Referências: