Por Marcos Germano Degenhardt DEFINIÇÃO É a parte da mecânica que trata dos movimentos dos corpos sem levar em consideração as causas que os originam. CONCEITOS IMPORTANTES REFERENCIAL Por referencial entende-se qualquer corpo ou objeto a partir do qual se localiza um objeto ou um móvel. REPOUSO Tem-se um repouso quando um móvel no decorrer do tempo não muda de posição em relação ao referencial. Notar que durante os 10 segundos, o móvel permaneceu na mesma posição. MOVIMENTO Tem-se um movimento quando um móvel no decorrer do tempo muda sua posição em relação ao referencial. Perceber que o móvel deslocouse de uma posição situada a 10m do referencial para outra situada a 20m do mesmo, enquanto se passaram 10s. Ilustrações Os dois filmes abaixo ilustram melhor os conceitos de repouso e de movimento no decorrer do tempo. Clique nas figuras para visualizar os movimentos REPOUSO O tempo passa e a posição do móvel não se altera MOVIMENTO O tempo passa e a posição do móvel se altera TRAJETÓRIA É o conjunto de posições pelas quais um móvel já passou ou poderá passar. Quando todos estes pontos são unidos formam uma linha, e esta representa a trajetória. Classificação das trajetórias As trajetórias podem ser: Retilíneas Circulares Parabólicas Clique nas figuras para visualizar os movimentos DESLOCAMENTO Há um deslocamento toda vez que o móvel se afastar (ou aproximar) do referencial. Este deslocamento é medido em metros, sendo calculado por: x x1 x0 Onde: x x1 x0 Deslocamento posição final posição inicial Exemplo Numa viagem de automóvel, uma pessoa observa que, quando entra na auto-estrada, encontra-se no quilometro 105 e quando chega ao seu destino está no quilômetro 287. Qual a distância percorrida durante a viagem? Solução A distância percorrida corresponde a diferença entre as duas posições: inicial e final. A posição inicial é de entrada na auto-estrada (x0=105 km) e a posição final é a de chegada (x1=287 km). x x1 x0 287 km 105km 182km VELOCIDADE É a grandeza que exprime qual a distância que um móvel percorre em um intervalo unitário de tempo. É calculada por: v Onde: v x t x t velocidade deslocamento intervalo de tempo Classificação dos movimentos quanto a velocidade O móvel avança da posição de menor valor para a de maior valor, afastando-se assim do referencial no sentido positivo do eixo x: O móvel avança da posição de maior valor para a de menor valor, afastando-se assim do referencial no sentido negativo do eixo x: Movimento PROGRESSIVO Movimento RETROGRADO Unidades da velocidade Conversão entre as unidades: m km 1 3,6 s h Exemplos Primeiro Exemplo Um veículo no instante t0 = 2 s passa pelo ponto A e no instante t1= 7 s passa pelo ponto B de uma trajetória retilínea. Qual sua velocidade? Solução x x x0 300 100 200 m v 40 t t t0 72 5 s Segundo Exemplo Um veículo desloca-se a 108 km/h. Qual sua velocidade em m/s? Solução: Como 1 m/s = 3,6 km/h, então: 1 m/s — 3,6 km/h x m/s — 108 km/h logo: x * 3,6 108*1 108 m x 30 3,6 s Terceiro Exemplo A distância do Sol até a Terra é de 150 milhões de quilômetros. Se a velocidade da luz for tida como 300 000 km/s, quanto tempo demora para a luz solar atingir a Terra? Solução: x x v ent ãot t v x 150000000 t 500s v 300000 500s equivalem a 8 min 20 s. ACELERAÇÃO É a grandeza que informa quanto a velocidade varia - aumenta ou diminui num intervalo unitário de tempo. Obtém-se a aceleração por: v a t Onde: a v t Aceleração; Variação da velocidade; e, Intervalo de tempo. Na animação a seguir, tem-se um móvel, inicialmente em repouso, cuja velocidade aumenta progressivamente no decorrer do tempo: Clique na figura para visualizar o movimento Repare que, quanto mais o tempo passa, mais a velocidade aumenta Classificação dos movimentos quanto a aceleração Há dois casos a considerar: A velocidade do móvel aumenta no decorrer do tempo: Movimento A velocidade do móvel diminui no decorrer do tempo: Movimento ACELERADO DESACELERADO Ilustração Observar que o móvel, no início da contagem do tempo tem velocidade de 10 km/h. Sendo acelerado constantemente, sua velocidade aumenta para 60 km/h em 1 minuto e 30 segundos. Unidade da aceleração Exemplos Primeiro Exemplo Qual a aceleração de um móvel, cuja velocidade aumenta de 5 m/s para 25 m/s em 4 segundos? Solução v v v0 25 5 20 m a 5 2 t t 4 4 s Segundo Exemplo O maquinista de um trem aciona os freios da composição reduzindo sua velocidade de 40 km/h para 30 km/h em 1 minuto. Qual a desaceleração do trem? Solução km km km 40 30 10 v km h h h a 600 2 1 t 1 min h h 60