1. Parte 1 – Mecânica
Aula 14. Movimento Uniformemente Variado (III) Repare que os deslocamentos escalares sucessivos são
crescentes e proporcionais aos números ímpares, ou seja:
1. Função Horária do Espaço d, 3d, 5d, 7d, etc. Essa propriedade sempre ocorre
Podemos obter a relação espaço-tempo do M.U.V. por
quando o móvel parte com velocidade inicial nula.
meio da função horária do deslocamento, já demonstrada.
Observe:
Portanto, todo movimento uniformemente variado possui
função horária do espaço do segundo grau, sendo s0 , v0
e a/2 os coeficientes da função. Podemos construir a parábola do gráfico s x t desse
M.U.V. utilizando tal propriedade. Observe essa
2. Diagrama Horário do Espaço construção abaixo:
A representação gráfica de toda função matemática do
segundo grau é uma parábola. Como a função horária do
espaço do M.U.V. é do 2o grau, o gráfico s x t será
parabólico.
Resumo
Função Horária do Espaço
A concavidade da parábola do gráfico s x t será voltada Diagrama Horário do Espaço
para cima quando a aceleração escalar do M.U.V. for
positiva. Se a aceleração escalar for negativa, a
concavidade da parábola será voltada para baixo.
Repare que o vértice da parábola, do gráfico s x t acima,
ocorre no instante ( ti ) de inversão do sentido de
movimento, que deixa de ser progressivo para ser
retrógrado, ou vice-versa.
Dessa forma, o instante do vértice da parábola, no gráfico
s x t, sempre representa o momento em que a velocidade
Deslocamentos Sucessivos no MUV
do móvel é nula (v = 0).
3. Deslocamentos Sucessivos
Considere um móvel que parta do repouso (v0 = 0) com
uma aceleração escalar constante positiva, como sucede
com uma bolinha quando solta numa rampa.
Por meio do cálculo de áreas no gráfico velocidade x Exercícios Resolvidos
tempo, podemos determinar, em intervalos de tempos 01. A função horária do espaço de um móvel é dada por:
iguais, os deslocamentos sucessivos efetuados pelo
móvel. Determine para esse movimento:
a) o espaço inicial (s0), a velocidade inicial (v0) e a
aceleração escalar (a);
b) a função horária de sua velocidade.
Resolução
a) Trata-se de um movimento uniformemente variado,
pois a função horária dada é do 2o grau, ou seja:
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2. Parte 1 – Mecânica
Por comparação com a função dada, temos: 03. A figura a seguir mostra, em intervalos de 1,0 s, a
mudança de posição de uma bolinha que se move sobre
uma rampa longa, após ser solta no instante t = 0.
b) Pela função horária da velocidade do M.U.V., vem:
Pode-se também obter a função acima diretamente por
derivação (ds/dt).
02. O gráfico abaixo representa a posição (espaço) em
função do tempo para o movimento de uma partícula, que
tem aceleração escalar constante.
a) Que tipo de movimento ela executa sobre a rampa?
b) Quantos centímetros ela percorrerá durante seu quarto
segundo de movimento sobre a rampa?
Resolução
a) O movimento é uniformemente acelerado, já que os
deslocamentos sucessivos da bolinha (a cada 1,0 s) são
crescentes e proporcionais aos números ímpares, isto é:
10 cm ( no 1o segundo), 30 cm (no 2o segundo), 50 cm
(no 3o segundo), etc.
Pede-se: b) Se os deslocamentos consecutivos da bolinha (a cada
a) o instante (t) em que a partícula pára; 1,0 s) seguem a ordem dos números ímpares, portanto no
b) a sua velocidade escalar inicial (v0); quarto segundo, isto é, entre t = 3,0 s e t = 4,0 s, a bolinha
c) a sua aceleração escalar (a); percorrerá 70 cm.
d) a função horária do espaço do móvel.
Resolução
a) No gráfico, o instante do vértice da parábola (t = 2,0 s)
indica o momento em que ocorre a inversão de sentido do
movimento (o móvel passa de progressivo para
retrógrado), ou seja:
b) Nota-se pelo gráfico que, nos dois primeiros segundos
de movimento, a partícula teve uma variação de espaço
igual a:
s = s - so = 9,0 - 5,0 = 4,0 m
Logo, sua velocidade escalar média foi de:
Lembrando que a velocidade média no M.U.V. equivale à
média das velocidades inicial e final, vem:
,em que v = 0 ( inversão).Assim:
c) Usando a função horária da velocidade do M.U.V.,
temos:
V = Vo + a . t , em que v = 0 em t = 2,0.logo :
0 = 4,0 + a .(20)
d)
Substituindo na função os valores do espaço inicial
(s0 = 5,0 m, pelo gráfico), da velocidade inicial (v0) e da
aceleração escalar (a) da partícula, vem:
Portanto (SI)
Esta expressão representa a equação da parábola do
gráfico s x t dado.
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