O documento descreve conceitos básicos de cinemática, como espaço, tempo, referencial, ponto material, corpo extenso, trajetória, deslocamento, velocidade, aceleração e suas unidades no Sistema Internacional.
2. Mecânica
“Ciência que descreve as condições de repouso
ou de movimento de corpos sob a ação de
forças”
Subdivisões a serem estudadas:
Cinemática
Dinâmica
Estática
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3. Conceitos Básicos e
Unidades
Espaço: localização de um corpo, definido pela distância entre
suas coordenadas e um ponto de referência. Unidade: metro
(m)
Tempo: instante que um evento ocorre.
Unidade: segundo (s)
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4. Sistema de Referência
Sistema de coordenadas cartesianas
A análise do movimento e suas variáveis são
“tomadas” com relação a esse referencial
Repouso: as coordenadas, relativas a um
sistema de referência, de todos os pontos
pertencentes a um corpo não se modificam
com o tempo
Movimento: pelo menos umas das
coordenadas dos pontos do corpo variam
com o tempo
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5. Ponto Material X Corpo Extenso
Ponto Material: corpo cujas dimensões podem ser desprezadas
durante a análise de seu movimento. Apenas movimentos de
translação.
Corpo Extenso: suas dimensões não podem ser desprezadas na
análise do movimento. Pode ser rígido ou deformável.
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6. Trajetória
Quando um ponto material está em movimento em relação a
um referencial, a posição do ponto a cada instante forma uma
linha chamada de Trajetória.
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8. Cinemática Escalar
Cinemática: parte da Mecânica que descreve os
movimentos, sem fazer relação com suas causas.
Deslocamento, Velocidade e Aceleração são
grandezas vetoriais.
Cinemática Escalar: estudo destas grandezas ao
longo da trajetória, sem se importar com suas
direções.
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9. Deslocamento
É a mudança de posição de um corpo sobre a trajetória
que ele descreve
∆s = sf – so
Por exemplo:
∆sAB = 10 m
∆sBO = -20 m
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10. Velocidade Média
Um corpo realiza um deslocamento ∆s no intervalo de
tempo ∆t
A velocidade média vm é dada pela razão entre ∆s e ∆t
vm = ∆s/∆t
Unidade: metro/segundo (m/s)
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11. Sistema Internacional de
Unidades
No (SI) a unidade de comprimento é o metro e a de tempo é o
segundo , portanto a velocidade é dada em metros por segundo.
A figura abaixo mostra a relação entre km/h e m/sA figura abaixo mostra a relação entre km/h e m/s
Exemplo : Se o velocímetro de um carro indica 72 Km/h, em m/s
sua velocidade será 72/3,6 = 20 m/s.
12. Aceleração Média
Aceleração média: é a razão entre a variação de
velocidade ∆v num intervalo de tempo ∆t
am = ∆v/∆t
Unidade: metro/segundo2
(m/s2
)
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13. Progressivo X Retrógrado
Movimento Progressivo: deslocamento coincidente com o
sentido da trajetória
Movimento Retrógrado: deslocamento não-coincidente com o
sentido da trajetória
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14.
15. 1- (UFMG) Júlia está andando de bicicleta com velocidade constante, quando
deixa cair uma moeda. Tomás está parado na rua e vê a moeda cair.
Considere desprezível a resistência do ar. Assinale a alternativa em que melhor
estão representadas as trajetórias da moeda, como observadas por Júlia e por
Tomás.
16. 2 - (PUC-SP) Leia com atenção a tira da Turma da Mônica mostrada a seguir e analise as afirmativas que se seguem,
considerando os princípios da Mecânica Clássica.
I. Cascão encontra-se em movimento em relação ao skate e também em relação
ao amigo Cebolinha.
II. Cascão encontra-se em repouso em relação ao skate, mas em movimento
em
relação ao amigo Cebolinha.
III. Em relação a um referencial fixo fora da Terra, Cascão jamais pode estar
em
repouso.
Estão corretas:
a) apenas I
b) I e II
c) I e III
d) II e III
e) I, II e III
17. 3. (U. F. Juiz de Fora-MG)
O motorista de um caminhão pretende fazer uma viagem de
Juiz de Fora a Belo Horizonte, passando por Barbacena (cidade
situada a 100 Km de Juiz de Fora e a 180 Km de Belo
Horizonte). A velocidade máxima no trecho que vai de Juiz de
Fora a Barbacena é de 80 km/h e de Barbacena a Belo
Horizonte é de 90 km/h. Determine qual o tempo mínimo, em
horas, de viagem de Juiz de Fora a Belo Horizonte, respeitando-
se os limites de velocidades:
a) 4,25h
b) 3,25h
c) 2,25h
d) 3,50h
e) 4,50h
18. Resposta Questão 3
Juiz de Fora a Barbacena = Δt 1 = 100/80 =
1,25h
Barbacena a BH = Δt 2 = 180/90 = 2h
JF a BH = Δt 1 + Δt 2 = 1,25 + 2 = 3,25h
Alternativa B
19. 4. (U.F.São Carlos – SP)
Um trem carregado de combustível, de 120m de
comprimento, faz o percurso de Campinas até
Marília, com velocidade constante de 50 Km/h. Esse
trem gasta 15s para atravessar completamente a
ponte sobre o rio Tietê. O comprimento da ponte é:
a) 100m
b) 88,5m
c) 80m
d) 75,5m
e) 70m
20. Resposta Questão 4
50 Km/h ÷ 3,6 = 13,8 m/s
Vm = L(trem) + L (ponte) / Δt
13,9 = 120 + L (ponte) / 15
13,9 . 15 = 120 + L (ponte)
208,5-120 = L (ponte)
L (ponte) = 88,5m
Alternativa B
21. 5 - Qual é a aceleração de um automóvel
que parte do repouso e atinge a
velocidade de 90 km/h em 10s?
22. Resposta Questão 5
Dados:
V0 = 0 Km/h (automóvel em repouso)
Vf = 90 km/h
Δt = 10s
Inicialmente, devemos converter 90 km/h
para m/s. Para isso, devemos dividi-lo por
3,6:
90 = 25 m/s
3,6
Utilizamos a fórmula:
a = ΔV
Δt
a = Vf - V0
Δ t
a = 25 - 0
10
a = 2,5 m/s2