Física Geral e Experimental: Mecânica. Professora Erica Monteiro Diogo

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1 Física Geral e Experimental: Mecânica Professora Erica Monteiro Diogo

2 Cronograma do 1º Bimestre DIA CONTEÚDO PROGRAMÁTICO ATIVIDADES 04/ Padrões de medidas e unidades. Lista de exercícios PLT: 11/ Vetores e soma vetorial. Capítulo 1 (p. 8) 1, 3, 5, 11, 13, 15, 21, 23. Capítulo 3 (p. 56) 1, 3, 5, 9, 11, /08 25/08 Lista de exercícios PLT: 1.3 Equações do movimento, velocidade e aceleração média e instantânea. Capítulo 2 (p. 31) - 1, 3, 5, 15, 19, 25, 27, 45, 47. Lista de Exercícios PLT: 1.4 Movimento uniforme e variado e queda livre de corpos. Capítulo 4 (p. 80) 1, 5, 11, 21, 23, / 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, /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.

3 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.

4 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.

5 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.

6 Conceitos importantes Posição de um ponto material é definida pelo par ordenado de coordenadas de um sistema cartesiano. y A x B

7 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.

8 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.

9 Conceitos importantes Espaço (s) é a localização de um objeto em sua trajetória, em relação a um ponto chamado origem (s 0 ). Deslocamento é a variação de posição de um objeto e é dado por: s s s 0

10 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. S f (t) do SI. As unidades de tempo e espaço usadas são as

11 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.

12 Velocidade Taxa de variação da posição de um objeto com o passar do tempo. Grandeza vetorial. Classificação do movimento: Progressivo: Retrógrado: v 0 v 0 x x

13 Velocidade Velocidade média: v m s t s t f f s t i i Unidade: m/s. Velocidade instantânea: t 0

14 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.

15 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

16 Aceleração Aceleração média: a m v t v t f f v t i i Unidade: m/s². Aceleração instantânea: t 0

17 Resumindo... Sinal da velocidade (v) Sinal da aceleração (a) Sinal de v x a Módulo da velocidade Aumenta Diminui Diminui Aumenta Classificação Progressivo acelerado Progressivo retardado Retrógrado retardado Retrógrado acelerado

18 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.

19 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

20 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 Ribeirão Preto Bauru Bauru Sorocaba Sorocaba São Paulo São Paulo Campinas Campinas Piracicaba Piracicaba Ribeirão Preto Viagem inteira Velocidade média (m/s)

21 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?

22 Aplicando... Em um teste de um novo modelo de carro, registraram-se as seguintes medidas durante seu movimento: Tempo (s) Velocidade (m/s) 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?