Cinemática introdução
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O documento discute conceitos básicos de cinemática, incluindo: (1) movimento e repouso definidos em relação à variação da posição de um corpo em relação a um referencial com o tempo; (2) deslocamento e distância percorrida; e (3) velocidade média calculada pela razão entre deslocamento e intervalo de tempo. Exemplos ilustram como calcular essas grandezas cinemáticas.
Cinemática introdução
- 2. Cinemática Parte da Física que estuda o movimento sem preocupar-se com as causas que deram origem ou interferem no movimento.
- 3. Ponto material ou partícula Dizemos que um corpo é uma partícula quando suas dimensões são muito pequenas em comparação com as demais dimensões que participam do fenômeno.
- 4. Corpo extenso É quando suas dimensões não são pequenas em comparação com as demais dimensões que participam do fenômeno.
- 5. O que é movimento? Movimento é quando a posição entre o corpo e o referencial variar com o tempo. Note que o passageiro no interiordo ônibus está em movimento em relação ao observadorfixo na Terra, porque sua posição muda com o decorrerdo tempo.
- 6. E repouso? Repouso é quando a posição entre o corpo e o referencial não variar no decorrer do tempo. Note que o passageiro no interiordo ônibus está em repouso emrelação ao ônibus e ao motorista, porque a sua posição emrelação a eles é sempre a mesma.
- 7. Exemplo 01 Enquanto o professor escreve na lousa: a) o giz está em repouso ou em movimento em relação á lousa? Justifique. Enquanto o professor está escrevendo, o giz muda de posição em relação à lousa, estando, portanto, e m m o vim e nto em relação a ela.
- 8. Exemplo 01 b) a lousa está em repouso ou em movimento em relação ao chão? Justifique. A lousa não muda de posição em relação ao chão, estando, portanto, e m re po uso em relação a ele.
- 9. Exemplo 01 c) a lousa está em repouso ou em movimento em relação ao giz? Justifique. Os conceitos de movimento e de repouso são simétricos, isto é, se um corpo está em movimento (ou repouso) em relação a outro, esta também está em movimento (ou repouso) em relação ao primeiro. Assim, a lousa está em movimento em relação ao giz. De fato, se houver um inseto pousado no giz, por exemplo, o inseto verá a lousa passando por ele.
- 10. Você sabe o que é trajetória?
- 11. A trajetória de um corpo é definida como o lugar geométrico das sucessivas posições ocupadas pelo corpo no decorrer do tempo é o caminho percorrido pelo corpo em seu movimento em relação a um dado referencial Resumindo Trajetória
- 12. Para o referencial (um observador) no avião, a trajetória da bomba será um segmento de reta vertical. Para o referencial (um observador) no solo terrestre, a trajetória da bomba será um arco de hipérbole. Trajetória
- 13. Trajetória
- 14. Instante e intervalo de tempo Notação: to = origem dos tempos t1 = instante to = 0 s t1 = 10 s t2 = 20 s t1 = 10 s t2 = 20 s
- 15. Instante e intervalo de tempo A duração definida por dois instantes de tempo é chamada intervalo de tempo. to = 0 s t1 = 10 s ∆t = t – t0 ∆t = t – t0 t2 = 20 s ∆t = t – t0 ∆t = 20 – 0 = 20 s
- 16. Unidade de tempo Nome Símbolo segundo s minuto min hora h 1 h = 60 min 1 min = 60 s 1 h = 3600 s A unidade de tempo no Sistema Internacional – SI – é o SEGUNDO.
- 17. Espaço Determina a posição da partícula na trajetória. Posição essa dada pelo comprimento do trecho de trajetória compreendido entre a partícula e o ponto O (origemdos espaços). Podendo ter sinal positivo ou negativo, conforme a região em que ela se encontra. - 10 m O 20 m
- 18. Deslocamento escalar É a diferença entre os pontos finais e iniciais de um espaço na trajetória ∆s = s – so ∆s = s – so 0 m 10 m 20 m ∆s = s – so ∆s = 20 – 0 = 20 m
- 19. Exemplo 02 Um homem fez uma caminhada partindo do marco 10km e chegando ao marco 50km. Qual é a variação de espaço que o homem percorreu? ∆s = s – so Assim: so = 10 km s = 50 km ∆s = 50 – 10 ∆s = 40 km Então, o homem percorreu durante a caminhada 40km sendo este valor a variação de espaço ∆S.
- 20. Exemplo 03 O Bob esponja dos desenhos animados sabia que o Patrique estava a 50km de distancia, Bob Esponja quer saber qual é sua posição inicial se o Patrique esta sobre o marco 50km. ∆s = s – so Assim: so = ? ∆s = 50 km s = 50 km 50 = 50 – so so = 50 – 50 so = 0 km A posição inicial do Bob Esponja é o 0 km.
- 21. Distância percorrida É a grandeza que informa quanto à partícula efetivamente percorreu entre dois instantes. Calculada sempre em valor absoluto. A distância percorrida seguindo diferentes trajetórias é habitualmente diferente, no entanto, o deslocamento efetuado é sempre o mesmo.
- 22. Distância percorrida A B Trajetória 1 Trajetória 2 Maiordistância percorrida Menordistância percorrida Deslocamento - ∆s
- 23. Exemplo 04 Um automóvel deslocou-se do km 20 até o km 65 de uma rodovia, sempre no mesmo sentido. Determine o deslocamento e a distância percorrida pelo automóvel. Neste caso em que a partícula desloca-se sempre em um mesmo sentido, a distância percorrida será igual ao deslocamento d = ∆sd = ∆s
- 24. Exemplo 04 Km 20 Km 65 so = 20 km s = 65 km ∆s = ? ∆s = s – so ∆s = 65 – 20 ∆s = 45 km d = ∆s d = 45 km
- 25. Exemplo 05 Um boi sai da posição zero da estrada, vai até a posição 5m e depois retorna para a posição zero. Qual foi o seu deslocamento? E a sua distância percorrida? Neste caso em que a partícula inverte o sentido do movimento, a distância percorrida será igual ao deslocamento da ida mais o deslocamento da volta, em módulo. d = |∆sida|+ |∆svolta|d = |∆sida|+ |∆svolta|
- 26. Exemplo 05 0 5 so = 0 m s = 0 m ∆s = ? ∆s = s – so ∆s = 0 – 0 ∆s = 0 m d = |∆sida| + |∆sida| d = |5 – 0| + |0 – 5| d = |5| + |- 5| d = 5 + 5 d = 10 m s (m) Ida Volta
- 27. Unidade de distância Nome Símbolo quilômetro km metro m centímetro cm milímetro mm 1 km = 1 000 m 1 m = 100 cm 1 cm = 10 mm A unidade de distância no Sistema Internacional – SI – é o METRO.
- 28. Velocidade Média (VM) onde: ΔS = variação da posição So = posição inicial S = posição final Δt = variação do tempo to = instante inicial t = instante final
- 29. Exemplo 06 Uma tartaruga consegue percorrer a distância de 4m em 200s. Qual sua velocidade média em m/s? ∆s = 4 m ∆t = 200 s v = ∆s ∆t v = ∆s ∆t v = 4 . 200 v = 0,02 m/s
- 30. Unidade de velocidade Sistema Internacional metros = m/s segundos Sistema usual quilômetros = km/h hora MULTIPLIQUE por 3,6 DIVIDA por 3,6
- 31. Exemplo 07 Faça as seguintes conversões: a) 10 m/s em km/h b) 108 km/h em m/s 10 x 3,6 = 36 km/h Assim 10 m/s é equivalente a 36 km/h 108 ÷ 3,6 = 30 m/s Assim 108 km/h é equivalente a 30 m/s
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