O PROBLEMA DO ENCONTRO DE DOIS MÓVEIS 1 TEORIA 1.1 O QUE É UM MOVIMENTO UNIFORME? O Movimento Uniforme ( MU ) é aquele que possui uma velocidade escalar instantânea constante e diferente de zero, isto é, o valor da velocidade não se altera com o passar do tempo. (Figura 1). Figura 1: Velocímetro de um automóvel mostrando que um carro está com uma velocidade de 80 km/h Com o objetivo de mostrar se é possível obter na prática um movimento uniforme, um professor de física pegou seu carro e foi fazer uma viagem até sua cidade natal. Veja que experiência interessante. Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=1TiXB5-q9OY. (MOVIMENTO…, 2009). 1.2 O QUE É UM MOVIMENTO PROGRESSIVO? A -20 -10 0 10 B 20 30 C 40 50 de cida Velo ima Máx /h m 36 k D 60 70 Figura 2: Movimento Progressivo E 80 90 F 100 s (m) O PROBLEMA DO ENCONTRO DE DOIS MÓVEIS 1.3 O QUE É UM MOVIMENTO RETRÓGRADO? Quando um objeto se desloca no sentido contrário da orientação positiva da trajetória, o seu movimento é considerado retrógrado. A figura 3 ilustra o movimento retrógrado de um móvel, isto é, a sua posição final é sempre menor que a posição inicial. D -100 -90 C -80 -70 de cida Velo ima x á M m/h 36 k B -60 -50 -40 A -30 -20 -10 0 10 Figura 3: Movimento Retrógrado 1.4 EQUAÇÃO HORÁRIA DO ESPAÇO vm = sf -si Δs = tf -ti Δt sf -si = v m tf -ti (1) (2) para ti = 0 sf -si = v m tf (3) sf = si + v m tf (4) 1.5 UNIDADE DE MEDIDA NO SISTEMA INTERNACIONAL ( SI ) vm = Δs sf -si metro m = = = = m s-1 Δt tf -ti segundo s (5) 20 s (m) O PROBLEMA DO ENCONTRO DE DOIS MÓVEIS 1.6 REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO MOVIMENTO PROGRESSIVO (Figuras 4, 5 e 6): A -20 -10 s(m) 0 vm = 10 B 20 30 C 40 de cida Velo ima Máx /h m 36 k D 50 60 sf -si >0 tf 70 E 80 90 F 100 s (m) v(m/s) vm >0 Si vm O O t(s) t(s) Figuras 4, 5 e 6: Representação do movimento progressivo 1.7 REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO MOVIMENTO RETRÓGRADO (Figuras 7, 8 e 9): D -100 -90 s(m) C -80 -70 vm = de cida Velo ima Máx /h m 36 k B -60 -50 sf -si <0 tf Si -40 A -30 -20 -10 0 10 20 s (m) v(m/s) vm <0 O vm O t(s) Figura 7, 8 e 9: Representações gráficas do movimento retrógrado t(s) O PROBLEMA DO ENCONTRO DE DOIS MÓVEIS 1.8 ENCONTRO DE DOIS MÓVEIS Dois móveis em movimento uniforme, um progressivo e outro retrógrado, como indicados nos itens 1.6 e 1.7, caminhando numa mesma estrada,e com a distância inicial D poderá ter o gráfico S X t como o da figura 10. S(m) D A E B 0 Figura 10 tE t(s) Onde: O móvel A está em movimento uniforme e progressivo. O móvel B está em movimento uniforme e retrógrado. D = distância inicial entre os móveis. E = posição de encontro dos dois móveis. tE = instante do encontro entre os móveis OBSERVAÇÃO IMPORTANTE: No ponto de encontro as posições dos móveis SA e SB são iguais. No caso considerado SA = SB = E 1.9 ENCONTRO DE DOIS MÓVEIS ( Exemplo prático) Na figura 10 suponhamos as velocidades constantes dos móveis A e B , respectivamente iguais, em módulo, a 6,0 m/s e 3,0 m/s cuja posição inicial do móvel B (ponto D do gráfico) igual a 720m e percorrendo a mesma trajetória retilínea, determinar: a) As equações horárias dos móveis. b) O instante do encontro. c) A posição do encontro. RESOLUÇÃO: a) Lembrando que a equação horária do movimento uniforme é S = S0 + VT, temos: para o móvel A: SA = 0 + 6,0 t para o móvel B: SB = 720 – 3,0 t b) No ponto de encontro temos SA = SB, resulta: 6,0 t = 720 – 3,0 t Resolvendo a equação: 9,0t = 720 e t = 720/9,0. Portanto t = 80 s O PROBLEMA DO ENCONTRO DE DOIS MÓVEIS c) A posição do encontro será SA = SB para t = 80s. SA = 0 + 6,0 t, para t = 80 s, resulta SA = 480 m ou SB = 720 – 3,0 t , para t = 80 s, resulta SB = 480 m OBS: Pelo resultado encontrado, podemos dizer que no instante do encontro (t = 80s), realmente os dois móveis encontram-se numa mesma posição, o que não poderia ser diferente. O PROBLEMA DO ENCONTRO DE DOIS MÓVEIS REFERÊNCIAS CALÇADA, C. S. Física clássica: cinemática. 2. ed. São Paulo: Atual, 1998. FÍSICA legal. Net. Disponível em: http://www.fisicalegal.net/vestibulares.html. Acesso em: 19 jan. 2009. MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. Física. São Paulo: Scipione, 1999. MOVIMENTO uniforme. Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=1TiXB5-q9OY. Acesso em: 19 jan. 2009. 1 vídeo. VESTIBULAR é vestibulandoweb. Disponível em: http://www.vestibulandoweb.com.br. Acesso em: 19 jan. 2009. GERMANO,J.S.E. SF_511. Condigital, MEC.