Revisão Física - 1° Bimestre Introdução à Cinemática Cinemática Vetorial Movimento Uniforme (MU) Profa. Kelly Pascoalino INTRODUÇÃO À CINEMÁTICA Grandezas Escalares – Grandezas que são totalmente determinadas por um número e por uma unidade de medida. Grandezas Vetoriais – Requerem uma orientação espacial (direção e sentido) além de um número e de uma unidade de medida. Trajetória – É a linha que um objeto descreve em relação a um referencial. Caso esteja em repouso sua trajetória reduz-se a um ponto. Espaço (Posição – S) – É a grandeza que determina a posição de uma partícula em relação à trajetória. Variação de Espaço (Variação da Posição - ∆S) – Também denominada, deslocamento escalar, corresponde a diferença entre as posições 2 e 1 ocupadas pelo objeto nos instantes t1 e t2. ∆S = S2 – S1 = S – S0 Distância Percorrida (d) – É uma grandeza que indica a distância efetivamente percorrida pelo objeto entre dois instantes distintos. Velocidade Escalar Média (vM) – Indica a rapidez média com que um objeto se movimenta entre dois instantes distintos, tomando como base seu deslocamento escalar e o intervalo de tempo decorrido. ΔS vM Δt As unidades mais utilizadas são m/s e km/h. No SI – m/s x3,6 m/s km/h 3,6 km/h m/s Aceleração Escalar Média (vM) – Indica o quanto a velocidade escalar de um corpo varia, em média, por unidade de tempo, a partir dos valores de velocidade instantânea em dois instantes distintos e o intervalo de tempo decorrido. Δv aM Δt As unidades mais utilizadas são m/s² e km/h². No SI – m/s² CINEMÁTICA VETORIAL Vetor – É um ente matemático constituído de módulo ou intensidade, direção v1 v2 e sentido. v1 20 m/s Direção: horizontal ; Sentido: para a direita v 2 10 m/s Direção: horizontal ; Sentido: para a direita São utilizados amplamente na Física para a representação das grandezas vetoriais. Por este motivo devemos ter amplo conhecimento sobre as principais operações com vetores e suas aplicações diretas na Física. Adição de Vetores (Mesma direção): v1 v2 v1 20 m/s R v1 v 2 20 10 30 m/s R v 2 10 m/s v1 v2 (A) Mesmo sentido (B) Sentidos opostos v1 20 m/s v 2 10 m/s R v1 v 2 20 10 10 m/s R Adição de Vetores (Direções diferentes): Regra do polígono – Posicionar os vetores sequencialmente (origem de um vetor com o término de outro vetor) a b c d O módulo do vetor resultante dependerá da forma geométrica formada pelos vetores e, portanto, do formalismo matemático que poderá ser aplicado. R abcd d c R b a Subtração de Vetores: A subtração de vetores segue a mesma regra geral da adição para vetores que possuem a mesma direção ou direções distintas. Se desejarmos subtrair os vetores abaixo... v1 v2 v1 20 m/s v 2 10 m/s R v1 (-v 2 ) R v1 - v 2 ...basta somarmos o primeiro com o vetor oposto do segundo. R v1 v 2 20 10 30 m/s R Na cinemática vetorial aplicamos as mesmas equações utilizadas anteriormente, sobretudo nos atentamos ao fato de utilizarmos os módulos das grandezas vetoriais. • ΔS vM Δt vM ΔS O vetor deslocamento é obtido pela soma Δt dos vetores deslocamentos parciais. • Δv aM Δt aM Velocidade Vetorial Média v M Δv Δt Aceleração Vetorial Média a M O vetor velocidade é obtido pela soma dos vetores velocidade parciais. MOVIMENTO UNIFORME (MU) O movimento uniforme é aquele em que a velocidade escalar instantânea é constante e diferente de zero. Dessa maneira, o móvel sofre iguais variações de espaço em iguais intervalos de tempo. ΔS v Δt Função horária do espaço (posição): S S0 v t O movimento uniforme é avaliado especialmente quando o móvel descreve uma trajetória circular. Neste caso, além da velocidade, já vista (v), também denominada de velocidade linear, introduz-se as seguintes grandezas. Δ Δt No SI: rad/s Se o movimento é uniforme, a velocidade angular (ω) também é constante e diferente de zero. Relação entre a velocidade angular (ω) e a velocidade linear (v): v R O período T é definido como o tempo necessário para o móvel percorrer uma volta completa. Por outro lado, o inverso do período, denominada frequência (f) corresponde ao número de voltas completas em uma unidade de tempo. As unidades mais utilizadas são: 1 f T n f t rpm (rotações por minuto); rps (rotações por segundo) = Hz (Hertz) (SI) Mais algumas relações úteis: v 2 πR f 2 πR Acoplamento de roldanas, polias e discos: v1 v 2 1 2