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Física Geral e Experimental:
Mecânica
Professora Erica Monteiro Diogo
Cronograma do 1º Bimestre
DIA CONTEÚDO PROGRAMÁTICO ATIVIDADES
04/08 1.1 - Padrões de medidas e unidades.
11/08 1.2 – Vetores e soma vetorial.
Lista de exercícios PLT:
Capítulo 1 (p. 8) – 1, 3, 5, 11, 13, 15, 21, 23.
Capítulo 3 (p. 56) – 1, 3, 5, 9, 11, 13.
18/08 1.3 – Equações do movimento, velocidade e aceleração média e instantânea.
Lista de exercícios PLT:
Capítulo 2 (p. 31) - 1, 3, 5, 15, 19, 25, 27, 45, 47.
25/08 1.4 – Movimento uniforme e variado e queda livre de corpos.
Lista de Exercícios PLT:
Capítulo 4 (p. 80) – 1, 5, 11, 21, 23, 25.
01/09
2.1 – Primeira Lei de Newton
2.2 – Segunda Lei de Newton
2.3 – Terceira Lei de Newton
Lista de exercícios PLT:
Capítulo 5 (p. 112) – 1, 3, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 27, 71.
Capítulo 6 (p. 135) – 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15.
08/09 Laboratório 1.
15/09 Laboratório 2.
22/09 Revisão
29/09 Revisão
06/10 AVALIAÇÃO 1º BIMESTRE – PRESENCIAL
Cinemática, Movimento Uniforme e Uniformemente Variado.
Dinâmica: leis de Newton e aplicações.
Pré-Aula
O engenheiro Rafael precisa fazer cálculos de velocidade e aceleração das carretas da empresa em que trabalha.
Conceitos:
◦ Posição, trajetória e espaço de um ponto material;
◦ Equações horárias do movimento;
◦ Velocidade, aceleração; e
◦ Casos especiais.
Equações do movimento,
velocidade e aceleração média e
instantânea
Objetivos:
◦ Interpretar as equações de movimento;
◦ Conhecer, saber calcular e trabalhar com duas grandezas físicas vetoriais muito importantes na Física: velocidade e aceleração;
◦ Relacionar a velocidade e a aceleração com a equação do movimento.
Conceitos importantes
Ponto material é um corpo cujas dimensões
podem ser desprezadas quando comparadas às
distâncias envolvidas no estudo do movimento.
Corpo extenso é aquele cujas dimensões não
podem ser desprezadas durante o estudo do
movimento.
Conceitos importantes
Posição de um ponto material é definida pelo par
ordenado de coordenadas de um sistema
cartesiano.
y
x
A
B
Conceitos importantes
Trajetória é o conjunto de todas as posições que
um ponto material ocupou em um determinado
intervalo de tempo.
Exemplo: Se a trajetória é uma reta, diz-se que o
movimento executado é retilíneo
Referencial é o sistema usado para compararmos
posições e movimentos.
Exemplo: um prédio está parado em relação à
Terra, mas está em movimento em relação ao Sol.
Conceitos importantes
Repouso é o estado de um corpo quando
ele não muda sua posição ao longo do
tempo, em relação a um certo referencial.
Movimento é o estado de um corpo
quando ele muda sua posição ao longo do
tempo, em relação a um certo referencial.
Conceitos importantes
Espaço (s) é a localização de um objeto em
sua trajetória, em relação a um ponto
chamado origem (s0).
Deslocamento é a variação de posição de
um objeto e é dado por:
0sss
Equações horárias
Quando um ponto material se movimenta ao
longo do tempo, podemos usar uma função
matemática para expressar sua posição em função
do tempo. Podemos chamar essas equações de
Funções Horárias.
As unidades de tempo e espaço usadas são as
do SI.
)(tfS
Equações horárias
Exemplo:
As equações dadas são funções horárias para
o movimento de pontos materiais. Calcule a posição
destas partículas nos instantes t = 0 s, t = 1,0 s e t =
5,0 s.
a) s = 8,0 + 3,0.t.
b) s = 3,0.t².
Velocidade
Taxa de variação da posição de um objeto com o
passar do tempo.
Grandeza vetorial.
Classificação do movimento:
◦ Progressivo:
◦ Retrógrado:
x
0
x
0
v
v
Velocidade
Velocidade média:
Unidade: m/s.
Velocidade instantânea:
if
if
mtt
ss
t
sv
0t
Velocidade
Exemplo:
Uma partícula parte do repouso e começa a se
movimentar. A posição da partícula é dada pela
equação horária:
s = 12.t²-2.t³.
Calcule:
a) a posição inicial da partícula;
b) a posição quando t = 4,0 s; e
c) a velocidade média da partícula entre t = 0 s
e t = 4,0 s.
Aceleração
Taxa de variação da velocidade de um objeto com
o passar do tempo.
Grandeza vetorial.
Classificação do movimento:
◦ Acelerado:
◦ Retardado:
v
v
a
a
Aceleração
Aceleração média:
Unidade: m/s².
Aceleração instantânea:
if
if
mtt
vv
t
va
0t
Resumindo...
Sinal da
velocidade
(v)
Sinal da
aceleração
(a)
Sinal de
v x a
Módulo da
velocidade Classificação
+ + + Aumenta Progressivo
acelerado
+ - - Diminui Progressivo
retardado
- + - Diminui Retrógrado
retardado
- - + Aumenta Retrógrado
acelerado
Aplicando...
Agora, vamos ajudar Rafael.
Vamos lembrar que a carreta gerenciada por Rafael percorre,
diariamente, cidades do interior do estado de SP, realizando trajetos
distintos na ida e na volta.
A carreta é rastreada e monitorada por um sistema que avisa sobre
freadas bruscas, para evitar situações perigosas e o desgaste
antecipado dos freios. São consideradas situações perigosas as
frenagens com aceleração igual o superior 4,0 m/s² para carretas.
Quando isso acontece, o condutor é advertido. Nesta terceira
etapa, será necessário calcular a velocidade média da carreta entre
cada percurso de ida (de acordo com os dados já apresentados nas
seções anteriores) e também analisar uma situação de freada, para
ajudarmos Rafael a definir se o condutor deve ou não ser
advertido.
Aplicando...
a) Complete a Tabela, com as distâncias, em metros, entre as cidades que a
carreta percorre. Para isso, pesquise na internet as distâncias entre as
cidades.
b) Converta os intervalos de tempo da Tabela para segundos e anote na
coluna especificada.
Cidade
Horário
(h/min)
Distância
(km) Distância (m) Tempo (s)
Ribeirão Preto 6h20min
Bauru 9h00min
Sorocaba 12h30min
São Paulo 14h00min
Campinas 15h30min
Piracicaba 16h30min
Ribeirão Preto 19h00min
Aplicando...
c) Baseando-se na Tabela da letra (b), calcule a velocidade média para cada
trecho da viagem e para a viagem toda, e preencha a Tabela abaixo.
Cidade Velocidade média
(m/s)
Ribeirão Preto – Bauru
Bauru – Sorocaba
Sorocaba – São Paulo
São Paulo – Campinas
Campinas – Piracicaba
Piracicaba – Ribeirão Preto
Viagem inteira
Aplicando...
d) Durante o percurso de Ribeirão Preto para Bauru, o
condutor da carreta, para desviar de um buraco, freou e
diminuiu a velocidade de 15,0 m/s em um intervalo de tempo
de 3,0s.
Visto que desacelerações iguais ou acima de 4,0 m/s² devem
ocasionar uma advertência ao condutor, calcule a
desaceleração da carreta e conclua: ele levará uma advertência
por freada brusca ou não?
Aplicando...
Em um teste de um novo modelo de carro, registraram-se as
seguintes medidas durante seu movimento:
a) Represente os dados da Tabela em um gráfico de
velocidade versus tempo (v x t).
b) Calcule a aceleração média durante cada intervalo de 2 s.
Ela é constante em algum momento do teste?
Tempo (s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16
Velocidade (m/s) 0 0 2 6 10 16 19 22 22