Exercícios de resvisão
1. Determine a velocidade média de um objeto que:
a- percorre 50 metros em 4 segundos.
b- leva dez segundos para ir do ponto 8m ao 80m.
c- parte do km 50 às 8h e chega ao km 370 ao meio-dia.
2. Um objeto de velocidade 15m/s levaria quanto tempo para
percorrer noventa metros?
3. Que distância um objeto de velocidade 120 km/h percorre em
cinco horas de viagem?
Movimento progressivo e retrógrado
• Considerando que esse objeto possui velocidade de 40 km/h,
onde ele estará após duas horas?
S0=100km
Função horária da posição
s=s0±vt
s= posição
s= posição inicial
v= velocidade
t= tempo
+para movimento progressivo, - para movimento retrógrado
• Exemplo:
Um veículo parte do km 500 de uma rodovia às 5h e, às7:30, passa pelo km 300.
A- Qual a sua velocidade?
B- Qual o tipo do seu movimento?
C- Onde ele estará Às 10:30?
1- Um viajante parte do km 120 de uma rodovia às 7h, e chega ao km 700, às 14:15.
a- Qual foi sua velocidade média?
b- Em que posição ele estava às 9h e ao meio-dia?
c- Que velocidade ele precisaria desenvolver para cobrir essa distância em apenas 5 horas?
2- Uma pessoa parte do início de uma pista, com velocidade 6m/s.
a- Que distância ele cobrirá em cinco segundos?
b- Quando ele atingirá a marca de 100 metros?
Movimento retilíneo uniformemente variado
a=Δv/Δt
a= aceleração
Δv= variação da velocidade
Δt= intervalo de tempo
positiva= movimento acelerado
negativa= movimento retardado
• Exemplo:
Uma pessoa parte do repouso e, três segundos depois, atinge a velocidade de 6 m/s.
• Exemplo 2:
Um veículo a 15 m/s leva dois segundos para freiar totalmente.
Função horária da velocidade
•v=v0±at
• v= velocidade
v0= velocidade inicial
a= aceleração
t= tempo
+para movimento acelerado, - para movimento retardado
• Exemplo:
Um veículo inicialmente a 10 m/s atinge os 20 m/s após 4 segundos acelerando.
A- Qual a sua aceleração?
B- Qual o tipo do seu movimento?
C- Qual será sua velocidade, caso mantenha a aceleração por mais 3 segundos?
Função horária da posição no MRUV
sssssssss
• s= posição
s0=posição inicial
v0= velocidade inicial
t= tempo
a= aceleração
• Exemplo:
Um veículo parte do repouso, da posição 15m, e atinge 20m/s após 4 segundos.
A- Qual a sua aceleração?
B- Qual será sua velocidade, caso mantenha a aceleração, no instante 6 segundos?
C- Qual será sua posição nos instante 4 e 6 segundos?
• Refaça os exercícios, usando 10 m/s como velocidade inicial.
Equação de Torricelli (velocidade em função da distância)
v²=v0²+2aΔs
Exemplo:
• Um veículo parte da posição 20m com velocidade inicial 10 m/s, e atinge 22m/s após 4
segundos.
A- Qual a sua aceleração?
B- Qual será sua velocidade, caso mantenha a aceleração, quando chegar a 50 e a
100m?
Vetores
• Grandezas vetoriais: possuem módulo, direção e sentido
• Módulo: magnitude, valor numérico
*O módulo de um vetor é sempre positivo
• Direção: reta que contém o vetor
• Sentido: orientação do vetor
*Cada direção possui dois sentidos
Exemplos de grandezas vetoriais: velocidade, aceleração,
força...
Soma de vetores
O método de soma depende da direção e sentido relativos
• Mesma direção e sentido: soma normal (R=A+B)
• Mesma direção e sentidos opostos: soma inversa (R=A-B)
*O resultante adota o sentido do maior vetor somado
• Direções perpendiculares: Teorema de Pitágoras (R²=A²+B²)
*O resultante corresponde à hipotenusa
Importante: Para formar o triângulo, junte a origem de um vetor à
extremidade do outro. O resultante vai da origem à extremidade
R
Isso se aplica a todos os casos de direções diferentes
Vetores que formam ângulos diferentes de 0º, 90º e
180º: lei dos cossenos
|R|²=|A|²+|B|²-2|A||B|cos(θ)
simplificando: R²=A²+B²-2ABcos(θ)
Exemplo:
A=5
B=8
Θ=130º
R=?
R²= A²+B²-2ABcos(θ)
R²= 5²+8²-2*5*8*cos130º
R²= 25+64-80*(-0,64)
R²= 89-(-51,2) = 140,2
R = raiz de 140,2 = aprox. 11,84
Exercícios de fixação
1. Considerando a aceleração da gravidade como 9,8m/s² vertical para
baixo, e que o motor de um foguete lhe dê uma aceleração de 15m/s²
vertical para cima, qual será a aceleração resultante?
2. Uma pessoa atravessa um rio com velocidade 2m/s, enquanto a
correnteza o arrasta a 4m/s. Qual a velocidade resultante?
V correnteza
V pessoa
3. Um velejador guia seu barco para a frente com velocidade 15m/s,
enquanto o vento desloca o barco a 8m/s, formando um ângulo de 155º com
a orientação do barco. Qual será a velocidade resultante?
Monte o esquema da soma
[cos25º=0,9]
4. Uma caixa é puxada por duas forças, uma de 6N e outra de 8N, conforme
o esquema abaixo. De quanto será a força resultante?
6N 8N
Decomposição de vetores
Há casos em que apenas um aspecto do vetor nos interessa,
como quando um projétil é lançado numa direção oblíqua (não
perfeitamente vertical ou horizontal) e desejamos conhecer
apenas o seu alcance ou a sua altura máxima.
Outro caso é quando uma força é exercida na diagonal,
mas apenas a parte correspondente à subida é relevante.
Para esses casos, podemos decompor o vetor diagonal ou
oblíquo em componentes vertical e horizontal, como veremos a
seguir.
Fx = F cosα
Fy = F senα
Exemplo:
Uma força de 40 N é aplicada sobre um bloco, num ângulo de 30° com a
horizontal. Quanto dessa força é efetivamente usada na horizontal?
cos30° = 0,87
Exemplo:
Uma força de 40 N é aplicada sobre um bloco, num ângulo de 30° com a
horizontal. Quanto dessa força é efetivamente usada na horizontal?
cos30° = 0,87
Fx = F cosα
Fx = 40 * 0,87
Fx = 34,8 N
Exercício:
Determine a soma dos vetores 𝑎, 𝑏, 𝑐. Dado que cos 𝛼 = 0,6 e 𝑠𝑒𝑛𝛽 = 0,8.
Detalhe: pela relação fundamental da
trigonometria [sin2(θ)+cos2(θ)=1],
é possível descobrir o seno de um
ângulo quando conhecemos o seu
cosseno, e vice-versa:
sen²(θ) = 1−cos²(θ)
cos²(θ) = 1−sen²(θ)
Movimento circular uniforme
• Velocidade angular: rad/s (1 volta = 360º = 2π rad)
ω =Δφ / t
ω = velocidade angular
Δφ = deslocamento angular
t = tempo
Relação entre velocidade linear e angular
v=ωR
Aceleração centrípeta
• Aponta sempre para o centro da circunferência
ac= v²/R
ac= ω²R
Exemplo:
1- Qual deve ser a aceleração para se realizar
uma curva de raio 10 metros a uma
velocidade de 15 m/s?
2- Qual a velocidade angular nessa curva?
Transmissão de movimento circular
• Engrenagens e polias
Mesma velocidade linear,
velocidade angular diferente
• Eixos
Mesma velocidade angular,
velocidade linear diferente
Transmissão de movimento circular
Na transmissão por polias
e engrenagens, a velocidade
angular
é inversamente proporcional ao raio,
pois se v=ωR, então ω= v/R
(para que a velocidade linear seja
constante, a velocidade angular
deve diminuir à medida que o raio
aumenta
Transmissão de movimento circular
Na transmissão por eixos, a
velocidade linear é diretamente
proporcional ao raio, pois v=ωR
(como a velocidade angular é
constante, a velocidade linear
aumenta ou diminui conforme o
raio)
Exercícios:
1- Dois discos ligados por um eixo possuem raios 20 e 60cm,
respectivamente.
O primeiro disco completa uma volta em dois segundos, de modo que sua
borda tem velocidade de 63 centímetros por segundo.
a- Qual a velocidade angular, em rad/s, do disco menor?
b- Qual a velocidade linear do disco maior?
c- Em que caso os dois discos teriam mesma velocidade angular e linear?
2- Uma engrenagem de raio 25 cm transmite movimento para outra, 5 cm de
raio. Sabendo que essa engrenagem gira 90º por segundo, determine:
a- Sua velocidade angular, em rad/s
b- Sua velocidade linear
c- As velocidades linear e angular da engrenagem menor
3- Qual a diferença entre o movimento transmitido por polias e por
engrenagens?
Revisão de conteúdo
• Velocidade: variação da posição no espaço em função do tempo
MRU (movimento retilíneo uniforme): linha reta, velocidade constante
• Função horária (posição em função do tempo): +para movimento
progressivo e - para movimento retrógrado (com relação à trajetória)
• Aceleração: variação da velocidade em função do tempo
MRUV (movimento retilíneo uniformemente variado): aceleração constante
aceleração no mesmo sentido que a velocidade: movimento acelerado
aceleração em sentido contrário à velocidade: movimento retardado
aceleração em direção diferente da velocidade: curva
• Velocidade e aceleração são grandezas vetoriais
(dotadas de módulo, direção e sentido)
• Vetores podem ser somados e/ou decompostos
Fórmulas do MRU e MRUV
v =Δt/Δs
a =Δt/Δv
S=S0 ±vt
v=v0 ±at
S=S0 +v0 t+(at²)/2
v²=v0² +2a (Δs)
R²=A²+B²
R²=A²+B²−2 A B cosθ
Exercícios de resvisão
1. Determine a velocidade média de um objeto que:
a- percorre 50 metros em 4 segundos.
b- leva dez segundos para ir do ponto 8m ao 80m.
c- parte do km 50 às 8h e chega ao km 370 ao meio-dia.
2. Um objeto de velocidade 15m/s levaria quanto tempo para
percorrer noventa metros?
3. Que distância um objeto de velocidade 120 km/h percorre em cinco
horas de viagem?
4- Um viajante parte do km 120 de uma rodovia às 7h, e chega ao km 700, às
14:15.
a- Qual foi sua velocidade média?
b- Em que posição ele estava às 9h e ao meio-dia?
c- Que velocidade ele precisaria desenvolver para cobrir essa distância em
apenas 5 horas?
5- Uma pessoa parte do início de uma pista, com velocidade 6m/s.
a- Que distância ele cobrirá em cinco segundos?
b- Quando ele atingirá a marca de 100 metros?
6- Um veículo parte do repouso, da posição 15m, e atinge 20m/s após 4
segundos.
A- Qual a sua aceleração?
B- Qual será sua velocidade, caso mantenha a aceleração, no instante 6
segundos?
C- Qual será sua posição nos instante 4 e 6 segundos?
7- Qual a resultante de dois vetores, um de módulo 5 e outro 8, que formam
um ângulo
de 120°? [cos120°= -0,5]
0,5]
8- Uma pessoa atravessa um rio com velocidade 2m/s, enquanto a correnteza
o arrasta a 4m/s. Qual a velocidade resultante?
9- Um objeto de desloca a 20 m/s em linha reta, formando um ângulo de 65°
com o chão. Quanto dessa velocidade é puramente vertical?
[sen65°= 0,9]
[cos65°= 0,4]

Slides sobre cinemática escalar e vetorial

  • 1.
    Exercícios de resvisão 1.Determine a velocidade média de um objeto que: a- percorre 50 metros em 4 segundos. b- leva dez segundos para ir do ponto 8m ao 80m. c- parte do km 50 às 8h e chega ao km 370 ao meio-dia. 2. Um objeto de velocidade 15m/s levaria quanto tempo para percorrer noventa metros? 3. Que distância um objeto de velocidade 120 km/h percorre em cinco horas de viagem?
  • 2.
    Movimento progressivo eretrógrado • Considerando que esse objeto possui velocidade de 40 km/h, onde ele estará após duas horas? S0=100km
  • 3.
    Função horária daposição s=s0±vt s= posição s= posição inicial v= velocidade t= tempo +para movimento progressivo, - para movimento retrógrado • Exemplo: Um veículo parte do km 500 de uma rodovia às 5h e, às7:30, passa pelo km 300. A- Qual a sua velocidade? B- Qual o tipo do seu movimento? C- Onde ele estará Às 10:30?
  • 4.
    1- Um viajanteparte do km 120 de uma rodovia às 7h, e chega ao km 700, às 14:15. a- Qual foi sua velocidade média? b- Em que posição ele estava às 9h e ao meio-dia? c- Que velocidade ele precisaria desenvolver para cobrir essa distância em apenas 5 horas? 2- Uma pessoa parte do início de uma pista, com velocidade 6m/s. a- Que distância ele cobrirá em cinco segundos? b- Quando ele atingirá a marca de 100 metros?
  • 5.
    Movimento retilíneo uniformementevariado a=Δv/Δt a= aceleração Δv= variação da velocidade Δt= intervalo de tempo positiva= movimento acelerado negativa= movimento retardado • Exemplo: Uma pessoa parte do repouso e, três segundos depois, atinge a velocidade de 6 m/s. • Exemplo 2: Um veículo a 15 m/s leva dois segundos para freiar totalmente.
  • 6.
    Função horária davelocidade •v=v0±at • v= velocidade v0= velocidade inicial a= aceleração t= tempo +para movimento acelerado, - para movimento retardado • Exemplo: Um veículo inicialmente a 10 m/s atinge os 20 m/s após 4 segundos acelerando. A- Qual a sua aceleração? B- Qual o tipo do seu movimento? C- Qual será sua velocidade, caso mantenha a aceleração por mais 3 segundos?
  • 7.
    Função horária daposição no MRUV sssssssss • s= posição s0=posição inicial v0= velocidade inicial t= tempo a= aceleração • Exemplo: Um veículo parte do repouso, da posição 15m, e atinge 20m/s após 4 segundos. A- Qual a sua aceleração? B- Qual será sua velocidade, caso mantenha a aceleração, no instante 6 segundos? C- Qual será sua posição nos instante 4 e 6 segundos? • Refaça os exercícios, usando 10 m/s como velocidade inicial.
  • 8.
    Equação de Torricelli(velocidade em função da distância) v²=v0²+2aΔs Exemplo: • Um veículo parte da posição 20m com velocidade inicial 10 m/s, e atinge 22m/s após 4 segundos. A- Qual a sua aceleração? B- Qual será sua velocidade, caso mantenha a aceleração, quando chegar a 50 e a 100m?
  • 9.
    Vetores • Grandezas vetoriais:possuem módulo, direção e sentido • Módulo: magnitude, valor numérico *O módulo de um vetor é sempre positivo • Direção: reta que contém o vetor • Sentido: orientação do vetor *Cada direção possui dois sentidos Exemplos de grandezas vetoriais: velocidade, aceleração, força...
  • 10.
    Soma de vetores Ométodo de soma depende da direção e sentido relativos • Mesma direção e sentido: soma normal (R=A+B) • Mesma direção e sentidos opostos: soma inversa (R=A-B) *O resultante adota o sentido do maior vetor somado • Direções perpendiculares: Teorema de Pitágoras (R²=A²+B²) *O resultante corresponde à hipotenusa
  • 11.
    Importante: Para formaro triângulo, junte a origem de um vetor à extremidade do outro. O resultante vai da origem à extremidade R Isso se aplica a todos os casos de direções diferentes
  • 12.
    Vetores que formamângulos diferentes de 0º, 90º e 180º: lei dos cossenos |R|²=|A|²+|B|²-2|A||B|cos(θ) simplificando: R²=A²+B²-2ABcos(θ) Exemplo: A=5 B=8 Θ=130º R=?
  • 13.
    R²= A²+B²-2ABcos(θ) R²= 5²+8²-2*5*8*cos130º R²=25+64-80*(-0,64) R²= 89-(-51,2) = 140,2 R = raiz de 140,2 = aprox. 11,84
  • 14.
    Exercícios de fixação 1.Considerando a aceleração da gravidade como 9,8m/s² vertical para baixo, e que o motor de um foguete lhe dê uma aceleração de 15m/s² vertical para cima, qual será a aceleração resultante? 2. Uma pessoa atravessa um rio com velocidade 2m/s, enquanto a correnteza o arrasta a 4m/s. Qual a velocidade resultante? V correnteza V pessoa
  • 15.
    3. Um velejadorguia seu barco para a frente com velocidade 15m/s, enquanto o vento desloca o barco a 8m/s, formando um ângulo de 155º com a orientação do barco. Qual será a velocidade resultante? Monte o esquema da soma [cos25º=0,9] 4. Uma caixa é puxada por duas forças, uma de 6N e outra de 8N, conforme o esquema abaixo. De quanto será a força resultante? 6N 8N
  • 16.
    Decomposição de vetores Hácasos em que apenas um aspecto do vetor nos interessa, como quando um projétil é lançado numa direção oblíqua (não perfeitamente vertical ou horizontal) e desejamos conhecer apenas o seu alcance ou a sua altura máxima. Outro caso é quando uma força é exercida na diagonal, mas apenas a parte correspondente à subida é relevante. Para esses casos, podemos decompor o vetor diagonal ou oblíquo em componentes vertical e horizontal, como veremos a seguir.
  • 17.
    Fx = Fcosα Fy = F senα
  • 18.
    Exemplo: Uma força de40 N é aplicada sobre um bloco, num ângulo de 30° com a horizontal. Quanto dessa força é efetivamente usada na horizontal? cos30° = 0,87
  • 19.
    Exemplo: Uma força de40 N é aplicada sobre um bloco, num ângulo de 30° com a horizontal. Quanto dessa força é efetivamente usada na horizontal? cos30° = 0,87 Fx = F cosα Fx = 40 * 0,87 Fx = 34,8 N
  • 20.
    Exercício: Determine a somados vetores 𝑎, 𝑏, 𝑐. Dado que cos 𝛼 = 0,6 e 𝑠𝑒𝑛𝛽 = 0,8. Detalhe: pela relação fundamental da trigonometria [sin2(θ)+cos2(θ)=1], é possível descobrir o seno de um ângulo quando conhecemos o seu cosseno, e vice-versa: sen²(θ) = 1−cos²(θ) cos²(θ) = 1−sen²(θ)
  • 21.
    Movimento circular uniforme •Velocidade angular: rad/s (1 volta = 360º = 2π rad) ω =Δφ / t ω = velocidade angular Δφ = deslocamento angular t = tempo Relação entre velocidade linear e angular v=ωR
  • 22.
    Aceleração centrípeta • Apontasempre para o centro da circunferência ac= v²/R ac= ω²R Exemplo: 1- Qual deve ser a aceleração para se realizar uma curva de raio 10 metros a uma velocidade de 15 m/s? 2- Qual a velocidade angular nessa curva?
  • 23.
    Transmissão de movimentocircular • Engrenagens e polias Mesma velocidade linear, velocidade angular diferente • Eixos Mesma velocidade angular, velocidade linear diferente
  • 24.
    Transmissão de movimentocircular Na transmissão por polias e engrenagens, a velocidade angular é inversamente proporcional ao raio, pois se v=ωR, então ω= v/R (para que a velocidade linear seja constante, a velocidade angular deve diminuir à medida que o raio aumenta
  • 25.
    Transmissão de movimentocircular Na transmissão por eixos, a velocidade linear é diretamente proporcional ao raio, pois v=ωR (como a velocidade angular é constante, a velocidade linear aumenta ou diminui conforme o raio)
  • 26.
    Exercícios: 1- Dois discosligados por um eixo possuem raios 20 e 60cm, respectivamente. O primeiro disco completa uma volta em dois segundos, de modo que sua borda tem velocidade de 63 centímetros por segundo. a- Qual a velocidade angular, em rad/s, do disco menor? b- Qual a velocidade linear do disco maior? c- Em que caso os dois discos teriam mesma velocidade angular e linear?
  • 27.
    2- Uma engrenagemde raio 25 cm transmite movimento para outra, 5 cm de raio. Sabendo que essa engrenagem gira 90º por segundo, determine: a- Sua velocidade angular, em rad/s b- Sua velocidade linear c- As velocidades linear e angular da engrenagem menor 3- Qual a diferença entre o movimento transmitido por polias e por engrenagens?
  • 28.
    Revisão de conteúdo •Velocidade: variação da posição no espaço em função do tempo MRU (movimento retilíneo uniforme): linha reta, velocidade constante • Função horária (posição em função do tempo): +para movimento progressivo e - para movimento retrógrado (com relação à trajetória) • Aceleração: variação da velocidade em função do tempo MRUV (movimento retilíneo uniformemente variado): aceleração constante aceleração no mesmo sentido que a velocidade: movimento acelerado aceleração em sentido contrário à velocidade: movimento retardado aceleração em direção diferente da velocidade: curva • Velocidade e aceleração são grandezas vetoriais (dotadas de módulo, direção e sentido) • Vetores podem ser somados e/ou decompostos
  • 29.
    Fórmulas do MRUe MRUV v =Δt/Δs a =Δt/Δv S=S0 ±vt v=v0 ±at S=S0 +v0 t+(at²)/2 v²=v0² +2a (Δs) R²=A²+B² R²=A²+B²−2 A B cosθ
  • 30.
    Exercícios de resvisão 1.Determine a velocidade média de um objeto que: a- percorre 50 metros em 4 segundos. b- leva dez segundos para ir do ponto 8m ao 80m. c- parte do km 50 às 8h e chega ao km 370 ao meio-dia. 2. Um objeto de velocidade 15m/s levaria quanto tempo para percorrer noventa metros? 3. Que distância um objeto de velocidade 120 km/h percorre em cinco horas de viagem?
  • 31.
    4- Um viajanteparte do km 120 de uma rodovia às 7h, e chega ao km 700, às 14:15. a- Qual foi sua velocidade média? b- Em que posição ele estava às 9h e ao meio-dia? c- Que velocidade ele precisaria desenvolver para cobrir essa distância em apenas 5 horas? 5- Uma pessoa parte do início de uma pista, com velocidade 6m/s. a- Que distância ele cobrirá em cinco segundos? b- Quando ele atingirá a marca de 100 metros?
  • 32.
    6- Um veículoparte do repouso, da posição 15m, e atinge 20m/s após 4 segundos. A- Qual a sua aceleração? B- Qual será sua velocidade, caso mantenha a aceleração, no instante 6 segundos? C- Qual será sua posição nos instante 4 e 6 segundos? 7- Qual a resultante de dois vetores, um de módulo 5 e outro 8, que formam um ângulo de 120°? [cos120°= -0,5] 0,5] 8- Uma pessoa atravessa um rio com velocidade 2m/s, enquanto a correnteza o arrasta a 4m/s. Qual a velocidade resultante?
  • 33.
    9- Um objetode desloca a 20 m/s em linha reta, formando um ângulo de 65° com o chão. Quanto dessa velocidade é puramente vertical? [sen65°= 0,9] [cos65°= 0,4]