Movimento uniforme




No movimento uniforme a velocidade é constante em qualquer instante.
               s = so + v.t
               s = posição em um instante qualquer (m, km)
               so = posição inicial (m, km)
               v = velocidade (m/s, km/h)
               t = tempo (s, h)
Exercícios
1. A posição de um móvel varia com o tempo, obedecendo à função horária S = 30 + 10t, no S.I. Determine a posição
    inicial e a velocidade do móvel.
2. Uma partícula move-se em linha reta, obedecendo à função horária S = -5 + 20t, no S.I. Determine:
A) a posição inicial da partícula;
B) a velocidade da partícula;
C) a posição da partícula no instante t = 5 s.
3. Um móvel movimenta-se de acordo com a função horária S = 20 + 4 t, sendo a posição medida em metros e o
    tempo, em segundos. Determine sua posição depois de 10 segundos.
4. Na figura abaixo vemos a posição de um moto em função do tempo.




Determine:
A) a posição inicial da moto;
B) a velocidade da moto;
C) a posição da moto no instante t = 8 s.
5. Um ponto material movimenta-se segundo a função horária S = 8 + 3t (no SI). Determine o instante em que o
    ponto material passa pela posição 35 m.
6. Um móvel movimenta-se sobre uma trajetória retilínea, no sentido da trajetória, com velocidade constante de 2
    m/s. Sabe-se que no instante inicial o móvel se encontra numa posição a 40 m do lado positivo da origem.
    Determine a função horária das posições para este móvel.
7. Supondo que a bicicleta e o caminhão passaram juntos por um farol no instante t = 0, determine a distância que os
    separa depois de 10 segundos. A bicicleta e o caminhão possuem velocidades constantes.




Questões
1. Como podemos identificar um movimento uniforme?
2. Uma pessoa lhe informa que o trem está em movimento retilíneo uniforme. O que está indicando o termo
    "retilíneo"? O que indica o termo "uniforme"?
3. Movimentos uniformes ocorrem no nosso dia-a-dia e na natureza. Observe o ambiente e identifique dois exemplos
    desse tipo de movimento.
Exercícios complementares
1. Um móvel obedece a função horária S = 5 + 2t (no S.I).
A) Determine a posição do móvel quando t = 7 s.
B) Em que instante o móvel passa pela posição s = 25 m?
2. A função horária S = 50 - 10t (no S.I) é válida para o movimento de um ponto material.
A) Determine em que instante o ponto material passa pela origem da trajetória.
B) Determine a posição quando t = 10 s.
3. Qual a velocidade da ciclista?
Encontro de dois móveis em movimento uniforme




Para determinar o instante em que dois móveis se encontram devemos igualar as funções das posições dos móveis.
Substituindo o instante encontrado, numa das funções horárias, determinaremos a posição onde o encontro ocorreu.
                                 Na posição do encontro: sA= sB
Exercícios:
1. Dois móveis, A e B, movimentam-se de acordo com as equações horárias SA = -20 + 4t e SB = 40 + 2t, no S.I.
   Determine o instante e a posição de encontro dos móveis.
2. Dois móveis, A e B, movimentam-se de acordo com as equações horárias SA = 10 + 7t e SB = 50 - 3t, no S.I.
   Determine o instante e a posição de encontro dos móveis.
3. Dois móveis percorrem a mesma trajetória e suas posições em função do tempo são dadas pelas equações: SA =
   30 - 80t e SB = 10 + 20t (no SI). Determine o instante e a posição de encontro dos móveis.
4. Dois automóveis A e B caminham na mesma trajetória e no instante em que se dispara o cronômetro, suas
   posições são indicadas na figura acima. As velocidades valem, respectivamente, 15 m/s e 10 m/s, determine o
   instante e a posição de encontro dos móveis.




Exercícios complementares




1. Num dado instante, dois carros estão percorrendo a mesma trajetória, obedecendo às funções horárias S1 = 45 +
   5t e S2 = 20t (SI). Determine o instante e a posição do encontro.
2. Dois corpos se deslocam sobre a mesma trajetória, obedecendo às funções horárias S1= 3 - 8t e S2 = 1 + 2t (SI).
   Determine o instante e a posição do encontro.
3. Dois carros com velocidades constantes de vA = 15 m/s e vB = 12 m/s percorrem a mesma estrada retilínea, um
   indo ao encontro do outro. Em um determinado instante, a distância que os separa é de 60 m. Calcule, a partir
   desse instante, o tempo gasto até o encontro e a posição do encontro.




4. A distância entre dois automóveis num dado instante é 450 km. Admita que eles se deslocam ao longo de uma
     mesma estrada, um de encontro ao outro, com movimentos uniformes de velocidades de valores absolutos 60
     km/h e 90 km/h. Determine ao fim de quanto tempo irá ocorrer o encontro e a distância que cada um percorre até
     esse instante.
Para pensar
     1. O que é uma unidade?
     2. O que é o Sistema Internacional de Unidades? (SI)
                                  Construção de gráficos do movimento uniforme
Utilizando tabelas que mostrem como varia a velocidade em função do tempo (ou a posição em função do tempo),
podemos construir gráficos que auxiliam o estudo dos movimentos.
Gráfico da velocidade em função do tempo
Em todos os instantes do intervalo de tempo em que um movimento é uniforme, a velocidade é sempre a mesma. A
representação gráfica dessa velocidade em função do tempo pode ser do tipo:
Gráfico da posição em função do tempo
 Como a função horária do movimento uniforme, s = s0 + v.t , é do primeiro grau em t, sua representação gráfica é um
 segmento de reta não-paralelo ao eixo dos tempos ou ao eixo das posições. A representação gráfica é do tipo:




 Exercícios
 1. Um móvel movimenta-se sobre uma trajetória obedecendo à função horária S = 10+10.t no S.I. Construa o gráfico
     dessa função entre 0 e 4s.
 2. Um móvel movimenta-se sobre uma trajetória obedecendo à função horária S = 4+2.t no S.I. Construa o gráfico
     dessa função entre 0 e 4s.
 3. Um ponto material movimenta-se segundo a função S = 20 - 4t (SI). Faça o gráfico dessa função no intervalo de
     tempo, 0 a 5s.
 4. Um móvel movimenta-se sobre uma trajetória obedecendo à função horária S = 20.t no S.I. Construa o gráfico
     dessa função entre 0 e 4s.
 5. Um ponto material movimenta-se segundo a função S = 12 - 4t (SI). Faça o gráfico dessa função no intervalo de
     tempo, 0 a 4s.
 6. Uma motocicleta movimenta-se em uma estrada de acordo com a função S = 10 + 60.t; sua posição é medida em
     quilômetros e o tempo, em horas. Construa o gráfico da velocidade em função do tempo.
 Propriedade do gráfico da velocidade em função do tempo
 No gráfico da velocidade em função do tempo, a "área" entre o gráfico e o eixo dos tempos, calculada entre os
 instantes t0 e t2, é numericamente igual ao deslocamento realizado pelo corpo entre esses instantes.




                                    Leitura de gráficos do movimento uniforme




Para o cálculo da velocidade, devemos ler, no gráfico, os valores da posição em dois instantes quaisquer. Por exemplo:
em t1 = 1h, temos S1 = 50 km; em t2 = 2h, temos S2 = 100 km.
Assim:
    DS
v = /Dt
v = (s2 - s1) / (t2 - t1) = (100 - 50) / (2 -1) = 50 km/h
A posição inicial S0 corresponde à posição no instante t = 0, logo S0 = 0
A função horária das posições no movimento uniforme é do tipo: S = S0 + v.t
Logo, para o gráfico acima a função horária da posição é: S = 50.t
Exercícios
1. O Gráfico abaixo indica a posição de um móvel no decorrer do tempo, sobre uma trajetória retilínea. Determine:
a) a velocidade do móvel.
b) a função horária da posição em função do tempo.




2. O gráfico abaixo indica a posição de um móvel no decorrer do tempo, sobre uma trajetória retilínea. Determine:
a) a velocidade do móvel.
b) a função horária da posição em função do tempo.




3. O gráfico abaixo indica a posição de um móvel no decorrer do tempo, sobre uma trajetória retilínea. Determine:
a) a velocidade do móvel.
b) a função horária da posição em função do tempo.




4. O gráfico abaixo indica aposição de um móvel, no decorrer do tempo, sobre uma trajetória retilínea.
a) Qual a posição inicial do móvel?
b) Qual a velocidade do móvel?
c) Determine a função horária da posição em função do tempo;
d) Determine a posição do móvel no instante t = 20s.




                                                  Velocidade Média




Velocidade média entre dois instantes é a variação de espaço ocorrida, em média, por unidade de tempo.
                  vm = DS/Dt                    vm = velocidade média (m/s, km/h)
                  DS = Sf - Si                  DS = deslocamento (m, km)
                  Dt = tf - ti                  Dt = tempo (s, h)
Exercícios
1. Suponha que um carro gaste 3 horas para percorrer a distância de 45 km. Qual a velocidade média deste carro?
2. Um motorista de uma transportadora recebeu seu caminhão e sua respectiva carga no km 340 de uma rodovia às
   13 horas, entrou a carga no km 120 da mesma rodovia às 16 horas. Qual foi a velocidade média desenvolvida pelo
   caminhão?
3. Uma pessoa, andando normalmente, desenvolve uma velocidade média da ordem de 1 m/s. Que distância,
   aproximadamente, essa pessoa percorrerá, andando durante 120 segundos?
4. Um foguete é lançado à Lua com velocidade constante de 17500 km/h, gastando 22 horas na viagem. Calcule, com
   esses dados, a distância da Terra à Lua em quilômetros.
5. Um trem viaja com velocidade constante de 50 km/h. Quantas horas ele gasta para percorrer 200 km?
6. Uma motocicleta percorre uma distância de 20 m com velocidade média de 10 m/s. Qual o tempo gasto para
   percorrer essa distância?
7. Se um ônibus andar à velocidade de 50 km/h e percorrer 100 km, qual será o tempo gasto no percurso?
 Questões
1. Qual a diferença entre velocidade instantânea e velocidade média?
2. O velocímetro de um carro indica 72 km/h. Expresse a velocidade deste carro em m/s.
3. Uma velocidade de 36 km/h corresponde a quantos metros por segundo? E 15 m/s correspondem a quantos
   quilômetros por hora?




1. Suponha que o carro acima percorra a pista com uma velocidade média de 100 quilômetros por hora. Em quantos
   segundos ele dá uma volta?
2. A distância de Madri a Nova Iorque é de aproximadamente 5600 quilômetros. Um avião percorre essa distância em
   7 horas. Qual é a sua velocidade média?


                                                   Deslocamento




O deslocamento de um móvel é determinado pela diferença entre sua posição final e sua posição inicial.
                          DS = Sf - Si        DS = deslocamento (m, km)
Exercícios
1. Um carro parte do km 12 de uma rodovia e desloca-se sempre no mesmo sentido até o km 90. Determine o
   deslocamento do carro.
2. Um automóvel deslocou-se do km 20 até o km 65 de uma rodovia, sempre no mesmo sentido. Determine o
   deslocamento do automóvel.

3. Um caminhão fez uma viagem a partir do km 30 de uma rodovia até o km 120 da mesma. Depois retorna ao km 10.
   Qual foi o deslocamento do caminhão?
4. Um boi sai da posição zero da estrada, vai até a posição 5m e depois retorna para a posição zero. Qual foi o seu
   deslocamento?




5. Um carro vai do km 40 ao km 70. Determine:
A) a posição inicial e a posição final.
B) O deslocamento entre as duas posições.
6. Um carro retorna do km 100 ao km 85. Determine:
A) a posição inicial e a posição final.
B) O deslocamento entre as duas posições.
7. Um carro percorre uma rodovia passando pelo km 20 às 9 horas e pelo km 45 às 10 horas. Determine:
 A) as posições nos instantes dados.
B) O deslocamento entre os instantes dados.
8. Determine o deslocamento do móvel nos esquemas abaixo.




Distância percorrida

1. Determine o deslocamento e a distância percorrida nos seguintes casos:
a) Quando o carro vai do ponto P1 ao ponto P3;
b) Quando o carro vai do ponto P1 ao ponto P2.




2. Determine o deslocamento e a distância percorrida quando o trem vai da posição zero até a posição final (150m).

Movimento uniforme

  • 1.
    Movimento uniforme No movimentouniforme a velocidade é constante em qualquer instante. s = so + v.t s = posição em um instante qualquer (m, km) so = posição inicial (m, km) v = velocidade (m/s, km/h) t = tempo (s, h) Exercícios 1. A posição de um móvel varia com o tempo, obedecendo à função horária S = 30 + 10t, no S.I. Determine a posição inicial e a velocidade do móvel. 2. Uma partícula move-se em linha reta, obedecendo à função horária S = -5 + 20t, no S.I. Determine: A) a posição inicial da partícula; B) a velocidade da partícula; C) a posição da partícula no instante t = 5 s. 3. Um móvel movimenta-se de acordo com a função horária S = 20 + 4 t, sendo a posição medida em metros e o tempo, em segundos. Determine sua posição depois de 10 segundos. 4. Na figura abaixo vemos a posição de um moto em função do tempo. Determine: A) a posição inicial da moto; B) a velocidade da moto; C) a posição da moto no instante t = 8 s. 5. Um ponto material movimenta-se segundo a função horária S = 8 + 3t (no SI). Determine o instante em que o ponto material passa pela posição 35 m. 6. Um móvel movimenta-se sobre uma trajetória retilínea, no sentido da trajetória, com velocidade constante de 2 m/s. Sabe-se que no instante inicial o móvel se encontra numa posição a 40 m do lado positivo da origem. Determine a função horária das posições para este móvel. 7. Supondo que a bicicleta e o caminhão passaram juntos por um farol no instante t = 0, determine a distância que os separa depois de 10 segundos. A bicicleta e o caminhão possuem velocidades constantes. Questões 1. Como podemos identificar um movimento uniforme? 2. Uma pessoa lhe informa que o trem está em movimento retilíneo uniforme. O que está indicando o termo "retilíneo"? O que indica o termo "uniforme"? 3. Movimentos uniformes ocorrem no nosso dia-a-dia e na natureza. Observe o ambiente e identifique dois exemplos desse tipo de movimento. Exercícios complementares 1. Um móvel obedece a função horária S = 5 + 2t (no S.I). A) Determine a posição do móvel quando t = 7 s. B) Em que instante o móvel passa pela posição s = 25 m? 2. A função horária S = 50 - 10t (no S.I) é válida para o movimento de um ponto material. A) Determine em que instante o ponto material passa pela origem da trajetória. B) Determine a posição quando t = 10 s. 3. Qual a velocidade da ciclista?
  • 2.
    Encontro de doismóveis em movimento uniforme Para determinar o instante em que dois móveis se encontram devemos igualar as funções das posições dos móveis. Substituindo o instante encontrado, numa das funções horárias, determinaremos a posição onde o encontro ocorreu. Na posição do encontro: sA= sB Exercícios: 1. Dois móveis, A e B, movimentam-se de acordo com as equações horárias SA = -20 + 4t e SB = 40 + 2t, no S.I. Determine o instante e a posição de encontro dos móveis. 2. Dois móveis, A e B, movimentam-se de acordo com as equações horárias SA = 10 + 7t e SB = 50 - 3t, no S.I. Determine o instante e a posição de encontro dos móveis. 3. Dois móveis percorrem a mesma trajetória e suas posições em função do tempo são dadas pelas equações: SA = 30 - 80t e SB = 10 + 20t (no SI). Determine o instante e a posição de encontro dos móveis. 4. Dois automóveis A e B caminham na mesma trajetória e no instante em que se dispara o cronômetro, suas posições são indicadas na figura acima. As velocidades valem, respectivamente, 15 m/s e 10 m/s, determine o instante e a posição de encontro dos móveis. Exercícios complementares 1. Num dado instante, dois carros estão percorrendo a mesma trajetória, obedecendo às funções horárias S1 = 45 + 5t e S2 = 20t (SI). Determine o instante e a posição do encontro. 2. Dois corpos se deslocam sobre a mesma trajetória, obedecendo às funções horárias S1= 3 - 8t e S2 = 1 + 2t (SI). Determine o instante e a posição do encontro. 3. Dois carros com velocidades constantes de vA = 15 m/s e vB = 12 m/s percorrem a mesma estrada retilínea, um indo ao encontro do outro. Em um determinado instante, a distância que os separa é de 60 m. Calcule, a partir desse instante, o tempo gasto até o encontro e a posição do encontro. 4. A distância entre dois automóveis num dado instante é 450 km. Admita que eles se deslocam ao longo de uma mesma estrada, um de encontro ao outro, com movimentos uniformes de velocidades de valores absolutos 60 km/h e 90 km/h. Determine ao fim de quanto tempo irá ocorrer o encontro e a distância que cada um percorre até esse instante. Para pensar 1. O que é uma unidade? 2. O que é o Sistema Internacional de Unidades? (SI) Construção de gráficos do movimento uniforme Utilizando tabelas que mostrem como varia a velocidade em função do tempo (ou a posição em função do tempo), podemos construir gráficos que auxiliam o estudo dos movimentos. Gráfico da velocidade em função do tempo Em todos os instantes do intervalo de tempo em que um movimento é uniforme, a velocidade é sempre a mesma. A representação gráfica dessa velocidade em função do tempo pode ser do tipo:
  • 3.
    Gráfico da posiçãoem função do tempo Como a função horária do movimento uniforme, s = s0 + v.t , é do primeiro grau em t, sua representação gráfica é um segmento de reta não-paralelo ao eixo dos tempos ou ao eixo das posições. A representação gráfica é do tipo: Exercícios 1. Um móvel movimenta-se sobre uma trajetória obedecendo à função horária S = 10+10.t no S.I. Construa o gráfico dessa função entre 0 e 4s. 2. Um móvel movimenta-se sobre uma trajetória obedecendo à função horária S = 4+2.t no S.I. Construa o gráfico dessa função entre 0 e 4s. 3. Um ponto material movimenta-se segundo a função S = 20 - 4t (SI). Faça o gráfico dessa função no intervalo de tempo, 0 a 5s. 4. Um móvel movimenta-se sobre uma trajetória obedecendo à função horária S = 20.t no S.I. Construa o gráfico dessa função entre 0 e 4s. 5. Um ponto material movimenta-se segundo a função S = 12 - 4t (SI). Faça o gráfico dessa função no intervalo de tempo, 0 a 4s. 6. Uma motocicleta movimenta-se em uma estrada de acordo com a função S = 10 + 60.t; sua posição é medida em quilômetros e o tempo, em horas. Construa o gráfico da velocidade em função do tempo. Propriedade do gráfico da velocidade em função do tempo No gráfico da velocidade em função do tempo, a "área" entre o gráfico e o eixo dos tempos, calculada entre os instantes t0 e t2, é numericamente igual ao deslocamento realizado pelo corpo entre esses instantes. Leitura de gráficos do movimento uniforme Para o cálculo da velocidade, devemos ler, no gráfico, os valores da posição em dois instantes quaisquer. Por exemplo: em t1 = 1h, temos S1 = 50 km; em t2 = 2h, temos S2 = 100 km. Assim: DS v = /Dt v = (s2 - s1) / (t2 - t1) = (100 - 50) / (2 -1) = 50 km/h A posição inicial S0 corresponde à posição no instante t = 0, logo S0 = 0 A função horária das posições no movimento uniforme é do tipo: S = S0 + v.t Logo, para o gráfico acima a função horária da posição é: S = 50.t
  • 4.
    Exercícios 1. O Gráficoabaixo indica a posição de um móvel no decorrer do tempo, sobre uma trajetória retilínea. Determine: a) a velocidade do móvel. b) a função horária da posição em função do tempo. 2. O gráfico abaixo indica a posição de um móvel no decorrer do tempo, sobre uma trajetória retilínea. Determine: a) a velocidade do móvel. b) a função horária da posição em função do tempo. 3. O gráfico abaixo indica a posição de um móvel no decorrer do tempo, sobre uma trajetória retilínea. Determine: a) a velocidade do móvel. b) a função horária da posição em função do tempo. 4. O gráfico abaixo indica aposição de um móvel, no decorrer do tempo, sobre uma trajetória retilínea. a) Qual a posição inicial do móvel? b) Qual a velocidade do móvel? c) Determine a função horária da posição em função do tempo; d) Determine a posição do móvel no instante t = 20s. Velocidade Média Velocidade média entre dois instantes é a variação de espaço ocorrida, em média, por unidade de tempo. vm = DS/Dt vm = velocidade média (m/s, km/h) DS = Sf - Si DS = deslocamento (m, km) Dt = tf - ti Dt = tempo (s, h)
  • 5.
    Exercícios 1. Suponha queum carro gaste 3 horas para percorrer a distância de 45 km. Qual a velocidade média deste carro? 2. Um motorista de uma transportadora recebeu seu caminhão e sua respectiva carga no km 340 de uma rodovia às 13 horas, entrou a carga no km 120 da mesma rodovia às 16 horas. Qual foi a velocidade média desenvolvida pelo caminhão? 3. Uma pessoa, andando normalmente, desenvolve uma velocidade média da ordem de 1 m/s. Que distância, aproximadamente, essa pessoa percorrerá, andando durante 120 segundos? 4. Um foguete é lançado à Lua com velocidade constante de 17500 km/h, gastando 22 horas na viagem. Calcule, com esses dados, a distância da Terra à Lua em quilômetros. 5. Um trem viaja com velocidade constante de 50 km/h. Quantas horas ele gasta para percorrer 200 km? 6. Uma motocicleta percorre uma distância de 20 m com velocidade média de 10 m/s. Qual o tempo gasto para percorrer essa distância? 7. Se um ônibus andar à velocidade de 50 km/h e percorrer 100 km, qual será o tempo gasto no percurso? Questões 1. Qual a diferença entre velocidade instantânea e velocidade média? 2. O velocímetro de um carro indica 72 km/h. Expresse a velocidade deste carro em m/s. 3. Uma velocidade de 36 km/h corresponde a quantos metros por segundo? E 15 m/s correspondem a quantos quilômetros por hora? 1. Suponha que o carro acima percorra a pista com uma velocidade média de 100 quilômetros por hora. Em quantos segundos ele dá uma volta? 2. A distância de Madri a Nova Iorque é de aproximadamente 5600 quilômetros. Um avião percorre essa distância em 7 horas. Qual é a sua velocidade média? Deslocamento O deslocamento de um móvel é determinado pela diferença entre sua posição final e sua posição inicial. DS = Sf - Si DS = deslocamento (m, km) Exercícios 1. Um carro parte do km 12 de uma rodovia e desloca-se sempre no mesmo sentido até o km 90. Determine o deslocamento do carro. 2. Um automóvel deslocou-se do km 20 até o km 65 de uma rodovia, sempre no mesmo sentido. Determine o deslocamento do automóvel. 3. Um caminhão fez uma viagem a partir do km 30 de uma rodovia até o km 120 da mesma. Depois retorna ao km 10. Qual foi o deslocamento do caminhão?
  • 6.
    4. Um boisai da posição zero da estrada, vai até a posição 5m e depois retorna para a posição zero. Qual foi o seu deslocamento? 5. Um carro vai do km 40 ao km 70. Determine: A) a posição inicial e a posição final. B) O deslocamento entre as duas posições. 6. Um carro retorna do km 100 ao km 85. Determine: A) a posição inicial e a posição final. B) O deslocamento entre as duas posições. 7. Um carro percorre uma rodovia passando pelo km 20 às 9 horas e pelo km 45 às 10 horas. Determine: A) as posições nos instantes dados. B) O deslocamento entre os instantes dados. 8. Determine o deslocamento do móvel nos esquemas abaixo. Distância percorrida 1. Determine o deslocamento e a distância percorrida nos seguintes casos: a) Quando o carro vai do ponto P1 ao ponto P3; b) Quando o carro vai do ponto P1 ao ponto P2. 2. Determine o deslocamento e a distância percorrida quando o trem vai da posição zero até a posição final (150m).