Apostila de Física - 1º Ano

Apostila de Física - 1º Ano

(Parte 1 de 3)

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UNIDADE I– ESTUDO DOS MOVIMENTOS ( Conceitos Básicos)

Mecânica A Mecânica compreende o ramo da Física que se dedica a estudar os movimentos dos corpos.

Por sua vez a Mecânica encontra-se dividida em três partes: 1 – Cinemática / 2 – Dinâmica / 3 – Estática

Cinemática A Cinemática corresponde à parte da Mecânica que se dedica a estudar e descrever os movimentos dos corpos, sem se preocupar com suas causas.

Ponto Material ou Partícula Um corpo é considerado como Ponto Material ou Partícula, quando suas dimensões são desprezíveis em relação às dimensões que ocorrem no fenômeno. Referencial Consideramos como referencial qualquer ponto em relação ao qual observamos a mudança de posição, ou não, de um determinado corpo. Movimento e Repouso Dizemos que um corpo encontra-se em Movimento, quando a sua posição varia com o tempo em relação a um determinado referencial. Caso contrário, se sua posição não varia no decorrer do tempo, em relação a este mesmo referencial, dizse que o corpo está em Repouso. Trajetória Considere um ponto material em movimento. Denominamos Trajetória o conjunto de todas as posições ocupadas por ele ao longo do tempo. Ou seja, a trajetória é o caminho que um corpo ou um ponto material descreve em seu movimento.

A trajetória depende de todos os pontos por onde o corpo passa e do referencial.

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Inércia É a propriedade geral que têm os corpos de permanecerem em repouso ou em movimento.

Deslocamento ou Espaço Percorrido ( ΔS ) É a distância que o corpo percorre ( só depende da posição inicial So e da posição final Sf ). O deslocamento ΔS é a diferença entre as posições Sf e So .

Intervalo de Tempo ( Δt) É a diferença entre os instantes tf e to

Velocidade Média ( Vm ) A velocidade é uma grandeza física que mede a rapidez com que um corpo que se desloca.

É dada pela relação entre o espaço percorrido ( ΔS ) e o intervalo de tempo ( Δt ) gasto para percorrer este espaço.

ΔS = Sf–So Δt = tf-to

Vm= Δt

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Sistema de Unidades A unidade de velocidade é igual à unidade de comprimento sobre a unidade de tempo.

No sistema CGS comprimento = centímetro (cm)

tempo = segundo (s)

velocidade = cm/s

No sistema MKS ou SI comprimento = metro (m)

tempo = segundo (s)

velocidade = m/s As unidades de velocidades mais usadas são o m/s e o Km/h. Transformação de Unidades No decorrer dos módulos teremos que enfrentar problemas do tipo 80 km/h corresponde a que velocidade em m/s ? Sabemos que :

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Exercícios Resolvidos

01) Um automóvel passa marco quilométrico 25 Km de uma rodovia às 13 h e pelo marco 140 Km às 15 h. Calcule:

a) O intervalo de tempo b) O deslocamento c) A velocidade média em Km/h Solução:

a)Δt = tf-toΔt = tf-toΔt = 15h –13 hΔt = 2 horas

02) Um carro apresenta velocidade média de 36 Km/h. Qual a sua velocidade em m/s ? Solução: 36 Km : 3,6 = 10 m/s 03) Um trem apresenta uma velocidade média de 35 Km/h. Qual a sua velocidade em Km/h? c) ΔS 115Km

Vm= Vm= Vm=57,5Km/h Δt 2 h w.escolajohnkennedy.com.br

Vm=25m/sVm=ΔS / Δt25 = 100 / Δt Δt = 100 : 25

04) Uma bicicleta desenvolve uma velocidade média de 25 m/s. Qual o intervalo de tempo gasto para se deslocar 100 m ? Solução:

ΔS = 100 mΔt = 4 segundos Δt = ?

05) Um automóvel viaja a uma velocidade média de 40 Km/h e um ciclista com velocidade média de 8 m/s. Qual deles se move com maior velocidade? Solução: Para saber qual a maior velocidade, devemos transformar as velocidades para a mesma unidade .

Vma = 40 Km/h Vmb= 8 m/s x 3,6 = 28,8 Km/h Logo, a maior velocidade média é a do automóvel.

Exercícios Propostos

01) Um ônibus passa em Porto Velho no marco quilométrico de 500 Km às 15 h e em Ariquemes pelo marco quilométrico 700 Km às 17 h. Determine: a) A velocidade média do ônibus b) O deslocamento do ônibus c) O intervalo de tempo

02) Um trem apresenta velocidade média de 72 Km/h. Qual a sua velocidade em m/s?

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03) Um móvel tem velocidade média de 45 m/s. Qual sua velocidade em Km/h?

04) Um Ponto-matéria e uma moto tem velocidade média de 90 Km/h e 30 m/s, respectivamente. Qual dos dois tem menor velocidade ?

05) A velocidade média do som é de aproximadamente 340 m/s. Qual a sua velocidade em Km/h ?

06) A velocidade média da luz é de aproximadamente 300.0 Km/s. Qual o intervalo de tempo gasto pela luz para percorrer uma distância de 150.0.0 de Km ? (distância aproximada Sol – Terra ) w.escolajohnkennedy.com.br

Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) É aquele em que um corpo percorre espaços iguais em tempos iguais, sobre uma trajetória reta. Características do MRU Movimento Retilíneo – A trajetória é sempre uma reta. Movimento Uniforme - A velocidade se mantém constante durante todo tempo. Quando um corpo move-se em uma trajetória reta com marcos numéricos, tal como uma rodovia, podemos ter dois tipos de movimentos de acordo com o sentido de orientação:

Movimento Progressivo É aquele em que um corpo se afasta da origem do movimento, ou seja, as posições ocupadas pelo corpo aumentam algebricamente. Neste tipo de movimento convenciona-se que a velocidade é positiva ( V > 0 ). Movimento Retrógrado É aquele em que o corpo se aproxima da origem de movimento. Ou seja, as posições ocupadas pelo corpo diminuem algebricamente.

E convenciona-se que a velocidade é negativa ( V < 0). Na realidade, a grandeza velocidade assume sempre valores positivos; porém, por convenção. V > 0 – indica que o corpo está se afastando da origem de movimento (Movimento Progressivo). V < 0 – indica que o corpo está se aproximando da origem do movimento (Movimento Retrógrado).

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Função Horária do MRU A função horária de um movimento é a expressão que fornece matematicamente a posição que um corpo ocupa em determinado instante e é única para cada tipo de movimento.

Vamos supor que um corpo move-se com velocidade constante V (movimento uniforme) sobre uma trajetória reta (movimento retilíneo) e que no instante to = 0 ocupe a posição inicial So e no instante tf a posição Sf temos: Vm= ΔS/ Δt

ΔS = Sf –So Δt = tf - to mas to = 0 Δt = t

Sf – So

Esta é a função horária que caracteriza o Movimento Retilíneo e Uniforme, é uma função do 1º grau onde So e V são constantes e S varia em função de t. S = f (t)

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