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Capítulo 6

MECÂNICA - CINEMÁTICA
Cinemática

CONCEITOS FUNDAMENTAIS
1. REFERENCIAL

   É um corpo ou um conjunto de corpos que usamos
    para estabelecer a posição de outros corpos.
MOVIMENTO                          REPOUSO

   A posição de um corpo varia,      A posição de um corpo não
    em relação a um referencial,       varia, em relação a um
    ao longo do tempo.                 referencial, ao longo do
                                       tempo.




2. MOVIMENTO E REPOUSO
3. TRAJETÓRIA DE UM PONTO

   É o caminho descrito
    pelo corpo.
   Depende do referencial.
   Quando está em
    repouso a trajetória é
    um ponto.
4. DIREÇÃO E SENTIDO
 Uma reta define uma direção no espaço. Essa reta
 admite 2 orientações, que são os possíveis sentidos.
GRANDEZA FÍSICA ESCALAR          GRANDEZA FÍSICA VETORIAL

   É toda aquela que basta um      É toda aquela que, além de
    número e uma unidade para        um número e uma unidade
    que fique totalmente             de medida, necessita de
    determinada.                     uma direção e de um sentido
                                     para que fique totalmente
       Massa                        determinada.
       Volume
       Temperatura                     Deslocamento
       Densidade                       Velocidade
                                        Força


5. GRANDEZAS FÍSICAS
1. FORÇA
   É a grandeza que pode
    causar:
       Variações de velocidade de
        um corpo
       Deformações em um corpo
   Para que uma força atue
    num corpo é preciso que
    haja uma interação entre
    esse corpo e outro. As
    interações podem ser de
    campo ou de contato.
   No SI a unidade é N
    (kg.m.s-²)
   Existe também o kgf, em
    que 1kgf=9,8 N
2. FORÇA RESULTANTE

   É a soma vetorial de todas as forças que atuam num
    corpo.É a resultante que altera a velocidade desse
    corpo. Pode ser representada por R ou Fr.
Cinemática

ESTUDO DOS MOVIMENTOS
1. VELOCIDADE MÉDIA
                                deslocamento

   É a variação do espaço
    percorrido ou
    deslocamento que ocorre,
    em média, na unidade de               intervalo de tempo
    tempo escolhida.
   No SI: m/s
   No sentido da trajetória:
    V0 (movimento
    progressivo)
   No sentido oposto da
    trajetória: V0
    (movimento retrógrado)
2. VELOCIDADE INSTANTÂNEA



   É a grandeza que indica
    a rapidez de um corpo
    num determinado
    instante.
3. ACELERAÇÃO
   É a variação da velocidade instantânea que ocorre, em
    média, na unidade de tempo.
    Se dizemos que um móvel tem uma aceleração de 5m.s-2 ,
    isso significa que a velocidade varia, em média, 5m.s-1 em
    cada segundo.

                       variação da velocidade




                                      intervalo de tempo
MOVIMENTO ACELERADO

MOVIMENTO UNIFORME                   É quando o corpo é cada vez
   É quando sua velocidade é         mais veloz com o passar do
    constante e diferente de          tempo.
    zero. Assim, ele se desloca
    sempre com a mesma            MOVIMENTO RETARDADO

    rapidez.                         É quando o corpo é cada vez
                                      mais lento com o passar do
                                      tempo.



4. MOVIMENTOS
4. MOVIMENTOS
5. MOVIMENTO UNIFORME

   É aquele em que a velocidade é constante
    diferente de zero.
6. MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

   É aquele que em que a velocidade varia ao longo
    do tempo de modo regular, uniforme.
7. QUEDA LIVRE
   Quando um objeto cai
    livremente, sem a
    resistência do ar ou
    qualquer outro fator que
    se oponha ao
    movimento. Nessas
    circunstâncias, o único
    fator que atua no
    movimento do objeto é
    a atração gravitacional
    da Terra.
8. ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE

   O valor da aceleração
    da gravidade, o g, é o
    mesmo para todos os
    corpos em queda, numa
    mesma localidade na
    Terra.
   g= 9,8 m.s-2
   Costumamos aproximar
    para fins práticos para
    10 m.s-2
Cinemática

OS 3 PRINCÍPIOS DA DINÂMICA
1ª LEI DE NEWTON

PRINCÍPIO DA INÉRCIA
1ª LEI
   Na ausência de forças externas (como atrito e
    resistência do ar), um objeto em repouso permanece
    em repouso e um objeto em movimento permanece
    em movimento.
MASSA
   Definição 1: grandeza associada
    à quantidade de matéria que um
    corpo possui.

   Definição 2: é a medida da
    inércia de um corpo, ou seja, da
    dificuldade que temos para
    produzir nele uma aceleração.

   Definição 3: é a medida da
    capacidade que o corpo tem de
    exercer atração de determinada
    natureza sobre outros corpos. (Ex:
    Terra e Lua)

   No SI a unidade é o quilograma
    (kg)
2ª LEI DE NEWTON

PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA DINÂMICA
2ª LEI
   É chamada de Princípio Fundamental da Dinâmica.
   Segundo ela, uma força F atuando sobre um corpo de
    massa m, provoca uma aceleração a. A aceleração de um
    corpo submetido a uma força resultante externa é
    inversamente proporcional a sua massa. Ou seja, quanto
    maior a massa, maior a resistência à aceleração, maior
    inércia.

   Irá ser representada pela fórmula:


    Neste caso, devemos calcular a força resultante
    realizando uma soma vetorial das forças, antes de usar a
    Segunda Lei para calcular a aceleração.
Força Resultante (N)




    Massa (kg)
                       Aceleração
                         (m.s-2)
3ª LEI DE NEWTON

PRINCÍPIO DA AÇÃO E REAÇÃO
3ª LEI
   Toda vez que um corpo A exerce uma força F num
    corpo B, este também exerce em A uma força F tal
    que essas forças:
          Têm a mesma intensidade (módulo);
          Têm a mesma direção;
          Têm sentidos opostos;
          Tem a mesma natureza, sendo ambas de campo ou ambas de contato.
          Não se equilibram, pois estão aplicadas em corpos diferentes.
4. FORÇA PESO
   É a força de campo (não
    nessecita
    contato)relacionada ao
    campo gravitacional de
    um astro sobre um corpo
    de massa m.
   P=m.g
   g pode variar de astro
    para astro.
    Um objeto de massa 1kg
    tem peso igual a 10 N.
    Alguém com massa de 70
    kg tem peso de 700N.
Newton’s 2nd Law proves that different masses
accelerate to the earth at the same rate, but with
different forces.

• We know that objects
  with different masses
  accelerate to the
  ground at the same
  rate.
• However, because of
  the 2nd Law we know
  that they don’t hit the
  ground with the same
  force.
                     F = ma                     F = ma
             98 N = 10 kg x 9.8 m/s/s   9.8 N = 1 kg x 9.8 m/s/s
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  • 3. 1. REFERENCIAL  É um corpo ou um conjunto de corpos que usamos para estabelecer a posição de outros corpos.
  • 4. MOVIMENTO REPOUSO  A posição de um corpo varia,  A posição de um corpo não em relação a um referencial, varia, em relação a um ao longo do tempo. referencial, ao longo do tempo. 2. MOVIMENTO E REPOUSO
  • 5. 3. TRAJETÓRIA DE UM PONTO  É o caminho descrito pelo corpo.  Depende do referencial.  Quando está em repouso a trajetória é um ponto.
  • 6. 4. DIREÇÃO E SENTIDO  Uma reta define uma direção no espaço. Essa reta admite 2 orientações, que são os possíveis sentidos.
  • 7. GRANDEZA FÍSICA ESCALAR GRANDEZA FÍSICA VETORIAL  É toda aquela que basta um  É toda aquela que, além de número e uma unidade para um número e uma unidade que fique totalmente de medida, necessita de determinada. uma direção e de um sentido para que fique totalmente  Massa determinada.  Volume  Temperatura  Deslocamento  Densidade  Velocidade  Força 5. GRANDEZAS FÍSICAS
  • 8. 1. FORÇA  É a grandeza que pode causar:  Variações de velocidade de um corpo  Deformações em um corpo  Para que uma força atue num corpo é preciso que haja uma interação entre esse corpo e outro. As interações podem ser de campo ou de contato.  No SI a unidade é N (kg.m.s-²)  Existe também o kgf, em que 1kgf=9,8 N
  • 9.
  • 10. 2. FORÇA RESULTANTE  É a soma vetorial de todas as forças que atuam num corpo.É a resultante que altera a velocidade desse corpo. Pode ser representada por R ou Fr.
  • 12. 1. VELOCIDADE MÉDIA deslocamento  É a variação do espaço percorrido ou deslocamento que ocorre, em média, na unidade de intervalo de tempo tempo escolhida.  No SI: m/s  No sentido da trajetória: V0 (movimento progressivo)  No sentido oposto da trajetória: V0 (movimento retrógrado)
  • 13. 2. VELOCIDADE INSTANTÂNEA  É a grandeza que indica a rapidez de um corpo num determinado instante.
  • 14. 3. ACELERAÇÃO  É a variação da velocidade instantânea que ocorre, em média, na unidade de tempo.  Se dizemos que um móvel tem uma aceleração de 5m.s-2 , isso significa que a velocidade varia, em média, 5m.s-1 em cada segundo. variação da velocidade intervalo de tempo
  • 15. MOVIMENTO ACELERADO MOVIMENTO UNIFORME  É quando o corpo é cada vez  É quando sua velocidade é mais veloz com o passar do constante e diferente de tempo. zero. Assim, ele se desloca sempre com a mesma MOVIMENTO RETARDADO rapidez.  É quando o corpo é cada vez mais lento com o passar do tempo. 4. MOVIMENTOS
  • 17. 5. MOVIMENTO UNIFORME  É aquele em que a velocidade é constante diferente de zero.
  • 18. 6. MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO  É aquele que em que a velocidade varia ao longo do tempo de modo regular, uniforme.
  • 19. 7. QUEDA LIVRE  Quando um objeto cai livremente, sem a resistência do ar ou qualquer outro fator que se oponha ao movimento. Nessas circunstâncias, o único fator que atua no movimento do objeto é a atração gravitacional da Terra.
  • 20. 8. ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE  O valor da aceleração da gravidade, o g, é o mesmo para todos os corpos em queda, numa mesma localidade na Terra.  g= 9,8 m.s-2  Costumamos aproximar para fins práticos para 10 m.s-2
  • 22. 1ª LEI DE NEWTON PRINCÍPIO DA INÉRCIA
  • 23. 1ª LEI  Na ausência de forças externas (como atrito e resistência do ar), um objeto em repouso permanece em repouso e um objeto em movimento permanece em movimento.
  • 24.
  • 25. MASSA  Definição 1: grandeza associada à quantidade de matéria que um corpo possui.  Definição 2: é a medida da inércia de um corpo, ou seja, da dificuldade que temos para produzir nele uma aceleração.  Definição 3: é a medida da capacidade que o corpo tem de exercer atração de determinada natureza sobre outros corpos. (Ex: Terra e Lua)  No SI a unidade é o quilograma (kg)
  • 26. 2ª LEI DE NEWTON PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA DINÂMICA
  • 27. 2ª LEI  É chamada de Princípio Fundamental da Dinâmica.  Segundo ela, uma força F atuando sobre um corpo de massa m, provoca uma aceleração a. A aceleração de um corpo submetido a uma força resultante externa é inversamente proporcional a sua massa. Ou seja, quanto maior a massa, maior a resistência à aceleração, maior inércia.  Irá ser representada pela fórmula: Neste caso, devemos calcular a força resultante realizando uma soma vetorial das forças, antes de usar a Segunda Lei para calcular a aceleração.
  • 28. Força Resultante (N) Massa (kg) Aceleração (m.s-2)
  • 29. 3ª LEI DE NEWTON PRINCÍPIO DA AÇÃO E REAÇÃO
  • 30. 3ª LEI  Toda vez que um corpo A exerce uma força F num corpo B, este também exerce em A uma força F tal que essas forças:  Têm a mesma intensidade (módulo);  Têm a mesma direção;  Têm sentidos opostos;  Tem a mesma natureza, sendo ambas de campo ou ambas de contato.  Não se equilibram, pois estão aplicadas em corpos diferentes.
  • 31.
  • 32. 4. FORÇA PESO  É a força de campo (não nessecita contato)relacionada ao campo gravitacional de um astro sobre um corpo de massa m.  P=m.g  g pode variar de astro para astro.  Um objeto de massa 1kg tem peso igual a 10 N. Alguém com massa de 70 kg tem peso de 700N.
  • 33.
  • 34. Newton’s 2nd Law proves that different masses accelerate to the earth at the same rate, but with different forces. • We know that objects with different masses accelerate to the ground at the same rate. • However, because of the 2nd Law we know that they don’t hit the ground with the same force. F = ma F = ma 98 N = 10 kg x 9.8 m/s/s 9.8 N = 1 kg x 9.8 m/s/s