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P E DRO I . C. S O UZA J UNI O R | FLC1 9 9 1 3 E CE
Unidade 1- Mecânica
Nesta unidade, você terá acesso às grandezas físicas, ao
Sistema Internacional de Unidades, às operações com vetores,
ao movimento dos corpos, às diversas formas de energia, bem
como o princípio da conservação da energia e as propriedades
dos fluidos e seus princípios.
Objetivos:
• Associar as grandezas físicas a suas unidades de medida no SI
(Sistema Internacional);
• Empregar a matemática dos vetores em problemas com grandezas
vetoriais;
• Classificar os movimentos dos corpos, explicar a sua origem e
reconhecer as forças atuantes;
• Conhecer os conceitos de energia associados ao movimento e à
configuração dos corpos e entender a importância do conceito de
conservação de energia;
• Conhecer as propriedades dos fluidos, bem como suas aplicações e
princípios.
» Importante
assistir os vídeos
relacionados a
esta unidade.
» Fazer a leitura
do livro didático
e a resolução
das
autoatividades.
» Ampliar os
conhecimentos
com a leitura de
materiais
complementares.
O Sistema Internacional de Unidades (SI) foi criado em 1960, na 11ª Conferência Geral de
Pesos e Medidas (CGPM), com a finalidade de padronizar as unidades de medida das
inúmeras grandezas existentes a fim de facilitar a sua utilização e torná-las acessíveis a
todos.
O Sistema Internacional
define um grupo de sete
grandezas
independentes
denominadas
de grandezas de base. A
partir delas, as demais
grandezas são definidas
e têm suas unidades de
medida estabelecidas.
Essas grandezas
definidas a partir das
básicas são
denominadas
de grandezas derivadas.
Exercícios Propostos:
1) São consideradas unidades presentes no sistema internacional de unidades (SI):
a) m, kg, s
b) cm, kg, s
c) m, g, s
d) km, g, h
e) mm, mg, h
2) Ao estudar a planta de uma construção, um engenheiro deparou-se com unidades de
área dadas em cm². Certo cômodo dessa construção apresentava área de 120000 cm². Essa
área, expressa em m², equivale a:
a) 12 m²
b) 1200 m²
c) 12 m²
d) 346 m²
e) 0,12 m²
Exercícios Propostos:
1) São consideradas unidades presentes no sistema internacional de unidades (SI):
a) m, kg, s
b) cm, kg, s
c) m, g, s
d) km, g, h
e) mm, mg, h
X O sistema internacional de unidades (SI) utiliza algumas unidades como
referência para diversas grandezas físicas fundamentais. Para tanto, o SI
define que a unidade fundamental de comprimento é o metro (m), a
unidade fundamental de massa é quilograma (kg) e a unidade
fundamental de tempo é o segundo (s).
2) Ao estudar a planta de uma construção, um engenheiro deparou-se com unidades de
área dadas em cm². Certo cômodo dessa construção apresentava área de 120000 cm². Essa
área, expressa em m², equivale a:
a) 12 m²
b) 1200 m²
c) 12 m²
d) 346 m²
e) 0,12 m²
Para fazermos a conversão
de centímetros para metros, devemos dividir o valor desejado
por 10² (100). De forma similar, ao
convertermos centímetros quadrados em metros quadrados,
dividimos o valor por 102 duas vezes, ou seja, pelo
fator 104. Portanto, 120 000 cm² equivalem a 12 m².
X
Vetor é um segmento de reta orientado
que
apresenta módulo (tamanho), direção e se
ntido.
Os vetores são usados para
expressar grandezas físicas vetoriais, ou
seja, aquelas que só podem ser
completamente definidas se conhecemos o
seu valor numérico, a direção em que
atuam (horizontal e vertical), bem como o
seu o sentido (para cima, para baixo).
Operação com vetores:
Exercício:
1. A localização de um lago, em relação a uma caverna pré-histórica, exigia que se
caminhasse 200 m numa certa direção e, a seguir, 480 m numa direção perpendicular à
primeira. A distância em linha reta, da caverna ao lago era, em metros:
a) 680
b) 600
c) 540
d) 520
e) 500
Exercício:
1. A localização de um lago, em relação a uma caverna pré-histórica, exigia que se
caminhasse 200 m numa certa direção e, a seguir, 480 m numa direção perpendicular à
primeira. A distância em linha reta, da caverna ao lago era, em metros:
a) 680
b) 600
c) 540
d) 520
e) 500
𝑑2 = 2002 + 4802
𝑑 = 270400
𝒅 = 520m
X
Exercício:
1) Uma força de módulo igual a 10 N é aplicada sobre um corpo em um ângulo de 30º,
como mostrado na figura a seguir. As componentes x e y dessa força são iguais a:
Exercício:
1) Uma força de módulo igual a 10 N é aplicada sobre um corpo em um ângulo de 30º,
como mostrado na figura a seguir. As componentes x e y dessa força são iguais a:
Para calcularmos as componentes x e y da
força F, podemos usar a seguinte relação:
Portanto, as
componentes x e y da
força F são iguais
a 5√3 N e 5 N,
respectivamente.
A Cinemática é a parte da mecânica
que estuda os movimentos dos corpos
e das partículas. Ao contrário da
dinâmica que estuda a causa dos
movimento, a cinemática descreve o
movimento de um corpo, mas não se
preocupa com as suas causas.
Exercícios:
1) Um veículo trafega em uma rodovia com velocidade média de 80 km/h.
Sabendo que a viagem teve uma duração de 1 hora e 30 minutos (1,5 h), qual foi
a distância percorrida pelo veículo?
a) 80 km
b) 10 km
c) 120 km
d) 160 km
e) 100 km
2. Um veículo automotivo acelera a 2,0 m/s², durante 5,0 s, a partir de uma
velocidade inicial de 2,0 m/s. A distância percorrida por esse veículo, durante
esse intervalo de tempo, é igual a:
a) 30 m
b) 20 m
c) 35 m
d) 25 m
e) 40 m
Exercícios:
1) Um veículo trafega em uma rodovia com velocidade média de 80 km/h.
Sabendo que a viagem teve uma duração de 1 hora e 30 minutos (1,5 h), qual foi
a distância percorrida pelo veículo?
a) 80 km
b) 10 km
c) 120 km
d) 160 km
e) 100 km
X
2. Um veículo automotivo acelera a 2,0 m/s², durante 5,0 s, a partir de uma
velocidade inicial de 2,0 m/s. A distância percorrida por esse veículo, durante
esse intervalo de tempo, é igual a:
a) 30 m
b) 20 m
c) 35 m
d) 25 m
e) 40 m
X
Exercício:
1. Um veículo segue em uma estrada horizontal e retilínea e o seu velocímetro
registra um valor constante. Referindo-se a essa situação, assinale (V) para as
afirmativas verdadeiras ou (F) para as falsas.
( ) A aceleração do veículo é nula.
( ) A resultante das forças que atuam sobre o veículo é nula.
( ) A força resultante que atua sobre o veículo tem o mesmo sentido do vetor
velocidade.
A sequência correta encontrada é
a) V – F - F.
b) F – V – F.
c) V – V – F.
d) V – F – V.
Exercício:
1. Um veículo segue em uma estrada horizontal e retilínea e o seu velocímetro
registra um valor constante. Referindo-se a essa situação, assinale (V) para as
afirmativas verdadeiras ou (F) para as falsas.
( ) A aceleração do veículo é nula.
( ) A resultante das forças que atuam sobre o veículo é nula.
( ) A força resultante que atua sobre o veículo tem o mesmo sentido do vetor
velocidade.
A sequência correta encontrada é
a) V – F - F.
b) F – V – F.
c) V – V – F.
d) V – F – V.
(V) A aceleração é nula porque não há variação na marcação da
velocidade feita pelo velocímetro. Se não há variação de
velocidade, não há aceleração.
(V) A força é resultado do produto da massa pela aceleração. Se
a aceleração é nula, a resultante das forças que atuam sobre o
veículo também é nula.
(F) Não há vetor força resultante, uma vez que a força é nula.
X
Documentário
» Assista o documentário: “Isaac
Newton – o maior gênio da
história”. Para compreender
mais sobre a vida do cientista.
Disponível em:
https://www.youtube.com/w
atch?v=LWMOzNQl268
Exercício:
1. Um tanque contendo 5,0 x 10³ litros de água, tem 2,0 metros de
comprimento e 1,0 metro de largura. Sendo g = 10 m/s², a pressão
hidrostática exercida pela água, no fundo do tanque, vale:
a) 2,5 𝑥 104
𝑁/𝑚2
𝑏) 2,5 𝑥 101
𝑁/𝑚²
𝑐) 5,0 𝑥 103 𝑁/𝑚²
𝑑) 5,0 𝑥 104
𝑁/𝑚²
𝑒) 2,5 𝑥 106 𝑁/𝑚²
Exercício:
1. Um tanque contendo 5,0 x 10³ litros de água, tem 2,0 metros de comprimento
e 1,0 metro de largura. Sendo g = 10 m/s², a pressão hidrostática exercida pela
água, no fundo do tanque, vale:
a) 2,5 𝑥 104 𝑁/𝑚2
𝑏) 2,5 𝑥 101
𝑁/𝑚²
𝑐) 5,0 𝑥 103
𝑁/𝑚²
𝑑) 5,0 𝑥 104 𝑁/𝑚²
𝑒) 2,5 𝑥 106
𝑁/𝑚²
Dados:
𝑉 = 5 × 103
l
𝐴 = 2𝑚 × 1𝑚 = 2𝑚2
𝑔 =
10𝑚
𝑠2
Sendo a densidade da água -> 𝑑 ≅
1𝑘𝑔
𝑙
𝑃 =
𝑚. 𝑔
𝐴
=
5 × 103 × 10
2
= 𝟐𝟓 × 𝟏𝟎𝟑𝑵/𝒎²
X
Simulação
» Para entender mais sobre plano
inclinado, explore a simulação
disponível no site:
https://www.vascak.cz/data/
android/physicsatschool/tem
plate.php?f=mech_sily&l=pt
Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) Movimento Retilíneo Uniforme (MRU)
Queda Livre Pêndulo Balístico
Princípio da Conservação da Energia
Para auxiliar na prática
experimental, indico a
exploração dos seguintes
experimentos virtuais
referente os conhecimentos
de mecânica:
Laboratório
virtual
Resolução de
Autoatividade
Questão 3 – Unidade 1 – Tópico 1
Resolução de
Autoatividade
Questão 3 – Unidade 1 – Tópico 1
X
Questão 11 – Unidade 1 – Tópico 3
Resolução de
Autoatividade
Questão 11 – Unidade 1 – Tópico 3
Resolução de
Autoatividade Resposta: Um corpo tende a permanecer em
repouso ou em movimento retilíneo uniforme a
não ser que sobre ele atue uma força resultante
diferente de zero, ∑F = 0. Se a força resultante é
nula a aceleração também é nula,
consequentemente o corpo permanece com
velocidade constante.
Questão 6 – Unidade 1 – Tópico 4
Resolução de
Autoatividade
Questão 6 – Unidade 1 – Tópico 4
Resolução de
Autoatividade
Ec = ½.m.v²
Ec = ½. 8. 20²
Ec = 1.600J
Dados:
m = 8kg
V = 72km/h = 20m/s