Física: Cinemática

 

CINEMÁTICA- Movimento Uniforme

Mecânica
A mecânica é dividida em três partes: Estática, Cinemática e Dinâmica.

Cinemática - Procura descrever como se movem os objetos.

Dinâmica - Descreve as forças, causas, que produzem os movimentos.

Cinemática
Trajetória: Chamamos trajetória a linha que une todas as posições ocupadas pelo objeto.

Trajetória Retilínea: O movimento de um trem em linha reta.

Trajetória circular: movimento da terra ao redor do sol.


Obs: Na mecânica usa-se o termo ponto material, isto é, um objeto tão pequeno que pode ser considerado um ponto. Um carro é considerado um ponto material quando percorre uma distância de centenas de kilômetros. A terra pode ser considerada como um ponto material.

SISTEMA DE REFERÊNCIA
Um objeto se move quando sua posição muda com o tempo. É necessário, porém, especificar em relação a que sua posição muda.

Um passageiro de um trem está em movimento? Ou está em repouso?

Você em frente ao computador está em movimento ou em repouso?

Qual é o sistema de referência adotado quando dizemos que o passageiro está em movimento?

Um sistema de referência pode ser representado por três eixos cartesianos. A posição de um ponto P fica determinada conhecendo as coordenadas x,y,z do ponto P.

Para descrever o movimento de um corpo é necessário ter um sistema de referência, uma régua e um relógio.

Movimento ao longo de uma reta com velocidade constante
Vamos descrever o movimento de um trem ao longo de uma ferrovia. Marcamos as posições ocupadas pelo trem nos intervalso de tempo.

Tempo (segundos) 0 60 120 180
Espaço (metros) 0 120 240 360

Observe o tempo e a distância percorridos pelo trem. Qual a relação entre os números?

A grandeza distância é diretamente proporcional ao tempo gasto. Veja que ao dobrar a distância o tempo dobra.

Representamos as grandezas distância e tempo e sua relação de proporção da seguinte fórmula:
S = v. t

Todo movimento que obedece essa relação é chamado Movimento Uniforme

No sistema Internacional de Unidades (SI) mede-se:
S= metros
T= segundos
V= metros /segundos

Obs: A unidade quilômetros por hora não pertence ao S.I. deve-se converter para m/s

Questões para discussão em grupo:
1) Quanto corre um cavalo? em km/h e no S.I.
2) Ao cair um raio, num dia de tempestade, por que levamos um certo tempo para ouvirmos o trovão?
3) Que distância percorre um automóvel, em 2 min, que viaja a 120km/h?
4) Um avião percorre com movimento uniforme 700 km em 2 h. (Calcule sua velocidade em quilômetros por hora e em metros por segundo).

VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA
Em uma viagem de carro a velocidade não permanece a mesma durante todo percurso. O motorista inicia a viagem do zero aumenta, diminui e pára.

Definição: Vm= distância total / tempo

Exemplo: Um automóvel parte do kilômetro 80 de uma estrada e 2 horas depois passa pelo kilômetro 120, sua velocidade média:

Vm= (120 - 80) / 2 => Vm= 40 km / 2 => Vm= 20 km/h

Veja que o velocímetro do carro indica a velocidade instantânea, isto é a velocidade naquele instante.

Transformação de unidade km/h em m/s
Utilize nossa Tabela: Conversão e Transformação de Unidades


A medida da grandeza velocidade é m/s (S.I.)

Transformar km/h em m/s:
1 km/h = 1000m /3600s
Um kilômetro possui 1000 metros e 1 hora = 3600 segundos

1 km/h =1/3,6 m/s ou 1 m/s= 3,6 km/h

Na prática transformar m/s para km/h mutiplica-se por 3,6

Exemplo:
1- Um atleta corre os 100 m com uma velocidade média de 10m/s. Quantos kilômetros percorreria em um hora?

10m/s . 3,6 km/h = 36 km/h

2-Um automóvel desenvolve a velocidade de 72 km/h. Quantos metros percorre em um segundo?

72km/h / 3,6 = 20 m/s => A cada segundo percorre vinte metros

Questões para discussão em grupo:
1) Um trem desenvolve uma velocidade média de 60 km/h. Que distância percorre em 30 min?
2)Um nadador percorre uma piscina de 50 metros em 25 segundos. Determine a velocidade média em: m/s e em km/h.

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