Professora Bruna FÍSICA A Aula 12 – Os movimentos variáveis. Professora Bruna TIPOS DE MOVIMENTO O único tipo de movimento estudado até agora foi o movimento uniforme, em que temos velocidade constante durante todo percurso ou todo intervalo de tempo considerado. No entanto, o mais comum é que a velocidade varie durante um movimento. E temos então os chamados movimentos variados. Professora Bruna MOVIMENTO UNIFORME Como no movimento uniforme, a velocidade escalar é constante, o gráfico velocidade x tempo para este tipo de movimento é representado por uma reta paralela ao eixo dos tempos. Se a velocidade escalar for positiva, a reta estará acima do eixo dos tempos e o movimento será chamado movimento progressivo. Se a velocidade escalar for negativa, a reta estará abaixo do eixo dos tempos e o movimento será chamado de movimento retrógrado. Professora Bruna MOVIMENTO UNIFORME Professora Bruna DETERMINANDO DESLOCAMENTO ESCALAR Observe o seguinte gráfico: v A área destacada A é dada pelo produto da base pela altura do quadrilátero. Professora Bruna DETERMINANDO O DESLOCAMENTO ESCALAR Mas qual o comprimento da base? 𝑡2 − 𝑡1 Sendo 𝑡2 o tempo final considerado, e 𝑡1 o tempo inicial considerado, podemos dizer que o comprimento da base equivale a: ∆𝑡 = 𝑡𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑡𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 Professora Bruna DETERMINANDO O DESLOCAMENTO ESCALAR E quanto equivale a altura do quadrilátero? 𝑣 Uma vez que a distância da reta até o eixo dos tempos sempre terá um valor: 𝑣 −0=𝑣 Professora Bruna DETERMINANDO O DESLOCAMENTO ESCALAR Portanto, podemos concluir que para o caso deste gráfico, escrever: 𝐴 = 𝑏𝑎𝑠𝑒 . 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 É o mesmo que escrever: 𝐴 = ∆𝑡 . 𝑣 Professora Bruna DETERMINANDO O DESLOCAMENTO ESCALAR Mas o que significa ∆𝑡 . 𝑣 ? Lembrando: ∆𝑠 𝑣= ∆𝑡 Portanto: ∆𝑡 . 𝑣 = ∆𝑠 Professora Bruna DETERMINANDO O DESLOCAMENTO ESCALAR Portanto, podemos concluir que: “A área compreendida entre a reta que representa o movimento e o eixo dos tempos no gráfico 𝑣 𝑥 𝑡, nos dá o deslocamento escalar do móvel no intervalo de tempo considerado”. Professora Bruna DETERMINANDO O DESLOCAMENTO ESCALAR Quando a velocidade é negativa, o deslocamento escalar também o é. Sendo assim, ao determinarmos o deslocamento escalar através do método gráfico, devemos acrescentar o valor ( - ) ao valor encontrado, uma vez que um valor de área nunca será negativo. Professora Bruna MOVIMENTO QUALQUER Essa propriedade do gráfico velocidade x tempo, que permite determinar o deslocamento escalar por meio do cálculo da área também é válido para movimentos não uniformes. Professora Bruna MOVIMENTO QUALQUER Exemplo: Qual o deslocamento escalar do corpo cujo movimento é descrito no gráfico abaixo? Professora Bruna MOVIMENTO QUALQUER Sabemos que o deslocamento escalar é dado pela área compreendida entre a reta que representa o movimento e o eixo dos tempos: Professora Bruna MOVIMENTO QUALQUER Sendo assim, para determinar o deslocamento escalar do corpo que descreve este movimento, basta calcularmos a área do triângulo destacado. 𝑏 .ℎ 𝐴= 2 2 . 10 𝐴= = 10 2 Como o corpo possui velocidade negativa, o deslocamento escalar também é negativo, portanto, ∆𝑠 = −10 𝑚. Professora Bruna FÍSICA A Aula 12 – Os movimentos variáveis. Exercícios de Aula Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA 72 𝑘𝑚/ℎ ÷ 3,6 = 20𝑚/𝑠 Exercício 1 – (a) v (m/s) 30 20 10 0 2 4 6 8 10 t (s) Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 1 – (b) Neste intervalo de tempo, o movimento é uniforme, portanto: ∆𝑠 = 𝑣 . ∆𝑡 𝑣 = 20 𝑚/𝑠 ∆𝑡 = 2 𝑠 ∴ ∆𝑠 = 20 . 2 ∆𝑠 = 40 𝑚 Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 1 – (c) 𝐴𝑟𝑒𝑡â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 𝑏 . ℎ 𝐴𝑟𝑒𝑡â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 2 .20 𝐴𝑟𝑒𝑡â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 40 Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 1 – (d) Os valores absolutos da área e do deslocamento escalar (sem unidade de medida) são iguais. Portanto o deslocamento escalar pode ser determinado a partir do cálculo da área delimitada pela reta que descreve o movimento e o eixo dos tempos. Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 1 – (e) Como a velocidade varia neste intervalo de tempo, podemos determinar seu deslocamento escalar apenas através do método gráfico. ∆𝑠 = 𝐴𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝐴𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 𝐴𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 Obs.: como a velocidade escalar é positiva, o deslocamento escalar também é. 𝑏 .ℎ 2 8 . 20 = = 80 2 ∴ ∆𝑠 = 80 𝑚 Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 1 – (f) Para determinar o deslocamento escalar total, basta somar o deslocamento que o móvel teve de 0 a 2𝑠 com o deslocamento que o móvel teve de 2𝑠 a 10𝑠. ∆𝑠𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = ∆𝑠1 + ∆𝑠2 ∆𝑠𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 40 + 80 ∆𝑠𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 120 𝑚 Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 2 - Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 2 – (a) O deslocamento escalar no intervalo de tempo considerado é dado pela área destacada: 𝐴𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑏 .ℎ = 2 𝐴𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 4 . 20 2 𝐴𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 40 Obs.: como a velocidade escalar é positiva, o deslocamento escalar também é. ∴ ∆𝑠2−6 = 40 𝑚 Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 2 – (b) O deslocamento escalar no intervalo de tempo considerado é dado pela área destacada: 𝐴𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑏 .ℎ = 2 𝐴𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 4 . 20 2 𝐴𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 40 Obs.: como a velocidade escalar ∴ ∆𝑠6 −10 = − 40 𝑚 é negativa, o deslocamento escalar também é. Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 2 – (c) Para determinar o deslocamento escalar entre 2 𝑠 e 10 𝑠 basta somar ∆𝑠2 −6 e ∆𝑠6 −10 : ∆𝑠2 −10 = ∆𝑠2 −6 + ∆𝑠6 −10 ∆𝑠2 −10 = 40 + −40 ∆𝑠2 −10 = 40 − 40 ∆𝑠2 −10 = 0 Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 2 – (d) Como sabemos não existe distância negativa. Apesar de o deslocamento escalar entre 6𝑠 e 10𝑠 ter sido negativo, a distância percorrida não foi. Portanto devemos considerar os deslocamento escalares em módulos para determinar a distância total percorrida. Sendo assim: 𝐷 = ∆𝑠2 −6 + ∆𝑠6 −10 𝐷 = 40 + 40 𝐷 = 80 𝑚