CINEMÁTICA AULA 6 Prof. Krüger M . Q . L. MOVIMENTO QUEDA EM LINHA RETA, SUBINDO OU DESCENDO LIVRE NO VÁCUO CARACTERÍSTICAS DO M.Q.L. Observe a animação a seguir: CARACTERÍSTICAS DO M.Q.L. •É a QUEDA no VÁCUO. •NÃO CONSIDERA FORÇAS DE RESISTÊNCIA DO AR. •O móvel NÃO PERCORRE DISTÂNCIAS IGUAIS em INTERVALOS DE TEMPO IGUAIS. •O VETOR ACELERAÇÃO durante todo o movimento é CONSTANTE e tem módulo “g” (10 m/s² ou 9,8 m/s²). •TEMPO DE SUBIDA = TEMPO DE DESCIDA (PTO DE PARTIDA E CHEGADA DE MESMA ALTURA). •VELOCIDADE DE LANÇAMENTO = VELOCIDADE DE CHEGADA (PTO DE PARTIDA E CHEGADA DE MESMA ALTURA). •PONTO DE ALTURA MÁXIMA: V = ZERO, a = g. EXEMPLO 1: (PUC – 2005 / Verão) Um corpo é lançado verticalmente para cima, com uma velocidade de 40 m/s, num lugar onde o módulo da aceleração da gravidade é 10 m/s2. Considerando-se que a única força atuante sobre o corpo é seu peso, conclui-se que o tempo de subida do corpo é (A)2,0 s (B)4,0 s (C)6,0 s (D)8,0 s (E)10,0 s EXEMPLO 2: (UFRGS - 2002) Um projétil é lançado verticalmente para cima, a partir do nível do solo, com velocidade inicial de 30 m/s. Admitindo g = 10 m/s2 e desprezando a resistência do ar, analise as seguintes afirmações a respeito do movimento desse projétil. I. 1 s após o lançamento, o projétil se encontra na posição de altura 25 m com relação ao solo. II. 3 s após o lançamento, o projétil atinge a posição de altura máxima. III. 5 s após o lançamento, o projétil se encontra na posição de altura 25 m com relação ao solo. Quais estão corretas? (A) Apenas I. (B) Apenas II. (C) Apenas III. (D) Apenas II e III. (E) I, II e III. EXEMPLO 3: (UFRGS – 2004) Um projétil de brinquedo é arremessado verticalmente para cima, da beira da sacada de um prédio, com uma velocidade inicial de 10 m/s. O projétil sobe livremente e, ao cair, atinge a calçada do prédio com uma velocidade de módulo igual a 30 m/s, Indique quanto tempo o projétil permaneceu no ar, supondo o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e desprezando os efeitos de atrito sobre o movimento do projétil. (A)1 s (B)2 s (C)3 s (D)4 s (E)5 s EXEMPLO 4: (FFFCMPA – 2007) Se lançarmos um objeto na vertical com velocidade de 20 m/s, desprezando a força de atrito e considerando g = 10 m/s², a que altura o objeto atingirá a velocidade de 10 m/s? (A)15m. (B)20m. (C)5m. (D)8m. (E)10m. LANÇAMENTO HORIZONTAL NO VÁCUO Observe a animação a seguir: LANÇAMENTO HORIZONTAL NO VÁCUO É a superposição de dois movimentos: VERTICAL (M.Q.L) e HORIZONTAL (M.R.U) Para solucionar o problema, utilizar: •VERTICAL : T V H •HORIZONTAL : d = vx . t (PUC – 2001 / Inverno) Um projétil é disparado horizontalmente do alto de um prédio de 80 m de altura, com velocidade inicial de 50 m/s, conforme a figura abaixo. Considerando-se g = 10 m/s2, e desprezando-se o atrito com o ar, o objeto atinge o solo num ponto distante do prédio em aproximadamente (A) 100 m (B) 200 m (C) 300 m (D) 400 m (E) 500 m EXEMPLO 6: INTRODUÇÃO: As questões referem-se ao enunciado abaixo. Na figura que segue, estão representadas as trajetórias de dois projéteis, A e B, no campo gravitacional terrestre. O projétil A é solto da borda de uma mesa horizontal de altura H e cai verticalmente; o projétil B é lançado da borda dessa mesa com velocidade horizontal de 1,5 m/s. (O efeito do ar é desprezível no movimento desses projéteis.) (UFRGS – 2007) Se o projétil A leva 0,4 s para atingir o solo, quanto tempo levará o projétil B? (A)0,2 s. (B)0,4 s. (C)0,6 s. (D)0,8 s. (E)1,0 s. (UFRGS – 2007) Qual será o valor do alcance horizontal x do projétil B? (A)0,2 m. (B)0,4 m. (C)0,6 m. (D)0,8 m. (E)1,0 m. EXEMPLO 5: (PUC – 2004 / Verão) Uma bola rolou para fora de uma mesa de 80 cm de altura e avançou horizontalmente, desde o instante em que abandonou a mesa até o instante em que atingiu o chão, 80 cm. Considerando g = 10 m/s2, a velocidade da bola, ao abandonar a mesa, era de (A)8,0m/s (B)5,0m/s (C)4,0m/s (D)2,0m/s (E)1,0m/s LANÇAMENTO OBLÍQUO NO VÁCUO Observe a animação a seguir: LANÇAMENTO OBLÍQUO NO VÁCUO É a superposição de dois movimentos: VERTICAL (M.Q.L) e HORIZONTAL (M.R.U) Para solucionar o problema, utilizar: •VERTICAL : T V H •HORIZONTAL : d = vx . t Ângulo sen cos V0 (m/s) V0y (m/s) V0x (m/s) t t subida (s) descida (s) t vôo (s) H máx (m) A (m) Vvértice (m/s) 30º 1/2 3 / 2 45º 2 / 2 2 / 2 100 50 100 50 2 50 3 5 5 10 50 2 5 2 5 2 10 2 250 1000 50 2 100 125 500 3 50 3 100 60° 3 / 2 1/2 100 50 3 50 5 3 5 3 10 3 375 500 3 50 100 EXEMPLO 7: (FFFCMPA – 2007) Um projétil é disparado com uma velocidade inicial de 30 m/s sob um ângulo de 60º acima do horizonte. No ponto mais elevado da trajetória, a velocidade (V0x) e a aceleração (a) do projétil são, respectivamente, (A)V0x = 25 m/s e a = 8,32 m/s2. (B)V0x = 18 m/s e a = 13,48 m/s2. (C)V0x = 15 m/s e a = 10,34 m/s2. (D)V0x = 15 m/s e a = 9,81 m/s2. (E)V0x = 15 m/s e a = 7,68 m/s2. (FURG – 2008) Uma bola é lançada para cima, sendo que a componente horizontal do lançamento tem v = 10 m/s, e a componente vertical tem v = 17 m/s. A bola cai 3,4 segundos depois de arremessada. Considere g = 10 m/s². No ponto mais alto da trajetória, a altura, a aceleração e a velocidade escalar da bola são, respectivamente, (A) 57,8 m; 20 m/s²; 17 m/s. (B) 14,4 m; 10 m/s²; 17 m/s. (C) 14,4 m; 10 m/s²; 10 m/s. (D) 43,3 m; 10 m/s²; 10 m/s. (E) 57,8 m; 20 m/s²; 10 m/s.