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Aula introdutória – FÍSICA I - março 2017
●UNIDADES
●CONVERSÃO DE UNIDADES
●DIMENSÕES DE QUANTIDADES FÍSICAS
●GRANDEZAS ESCALARES E VETORIAIS
●OPERAÇÕES ENTRE VETORES
●VELOCIDADE E ACELERAÇÃO MÉDIAS
UNIDADES
● As leis da física expressam relações entre quantidades físicas.
● Quantidades físicas são números obtidos através da medição de fenômenos físicos.
UNIDADES
Exemplo:
2ª Lei de Newton
F⃗=m⋅a⃗
UNIDADES
Exemplo:
2ª Lei de Newton
F⃗=m⋅a⃗
Força Massa Aceleração
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES( SI )
7 QUANTIDADES BÁSICAS
● COMPRIMENTO● MASSA● TEMPO● CORRENTE ELÉTRICA● TEMPERATURA● QUANTIDADE DE MATÉRIA● INTENSIDADE LUMINOSA
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES( SI )
7 QUANTIDADES BÁSICAS
unidade
● COMPRIMENTO metro (m)● MASSA quilograma (Kg)● TEMPO segundo (s)● CORRENTE ELÉTRICA ampère (A)● TEMPERATURA kelvin (K)● QUANTIDADE DE MATÉRIA mol● INTENSIDADE LUMINOSA candela (cd)
Tabela de pre(xos - múltiplos
Conversão de unidadesComo diferentes sistemas de unidades são utilizados, é importante saber como converter de uma unidade para outra.
Quando quantidades físicas são somadas, subtraídas, multiplicadas, ou divididas em uma equação algébrica, a unidade pode ser tratada como qualquer outra quantidade algébrica.
Conversão de unidadesExemplo:Você quer saber a distância percorrida em 3 horas (h) por um carro que se move à taxa constante de 80 quilômetros por hora (Km / h).
Conversão de unidadesExemplo:Você quer saber a distância percorrida em 3 horas (h) por um carro que se move à taxa constante de 80 quilômetros por hora (Km / h).
x = v t =80km
h× 3h
A distância é o produto da rapidez v pelo tempo:
x = v t =80km
h× 3h
Conversão de unidadesExemplo:Você quer saber a distância percorrida em 3 horas (h) por um carro que se move à taxa constante de 80 quilômetros por hora (Km / h).
x = v t =80km
h× 3h = 240 km
A distância é o produto da rapidez v pelo tempo:
Conversão de unidadesConvertendo a distância obtida para a unidade milha (mi)
Sabemos que1 mi = 1,609 km
Conversão de unidadesConvertendo a distância obtida para a unidade milha (mi)
Sabemos que1 mi = 1,609 km
Dividindo ambos lados da igualdade por 1,609 temos:
1mi
1,609 km= 1
Fator de conversão
Conversão de unidadesAplicando sobre o valor obtido de 240 km obtemos:
Sabemos que1 mi = 1,609 km
240km = 240km ×1mi
1,609km= 149mi
Dimensões de quantidades físicas
Grandezas Escalares e VetoriaisGrandezas Vetoriais
Quantidades que têm magnitude e orientação, como
Velocidade, aceleração e força
Grandezas Escalares
Quantidades com magnitude, mas sem orientação associada, como
Rapidez*, massa, volume e tempo
* - magnitude da velocidade
Grandezas Escalares e VetoriaisExemplo: Medir peso ou massa?
Grandezas Escalares e VetoriaisExemplo: Medição da massa em uma balança
Massa – grandeza escalar associada à inércia de um corpo.Unidade – kg
Peso – FORÇA PESO!Força de atração entre corpos com massa.Grandeza Vetorial
Módulo - intensidadeDireçãoSentido
Grandezas Escalares e Vetoriais
Grandezas VetoriaisRepresentação matemática
Operações VetoriaisMultiplicação por escalar
Operações VetoriaisAdição
Operações VetoriaisAdição
Operações VetoriaisAdição – Caso especial - Vetores colineares
Operações VetoriaisAdição
Operações VetoriaisExemplo: Uma barcaça é puxada por dois rebocadores. Se a resultante das forças exercidas pelos rebocadores é uma força de 22.250 N dirigida ao longo do eixo da barcaça, determine a força de tração em cada um dos cabos, sabendo que a = 45º.
Operações VetoriaisExemplo: Uma barcaça é puxada por dois rebocadores. Se a resultante das forças exercidas pelos rebocadores é uma força de 22.250 N dirigida ao longo do eixo da barcaça, determine a força de tração em cada um dos cabos, sabendo que a = 45º
Operações VetoriaisExemplo: Uma barcaça é puxada por dois rebocadores. Se a resultante das forças exercidas pelos rebocadores é uma força de 22.250 N dirigida ao longo do eixo da barcaça, determine a força de tração em cada um dos cabos, sabendo que a = 45º
Operações VetoriaisExemplo: Uma barcaça é puxada por dois rebocadores. Se a resultante das forças exercidas pelos rebocadores é uma força de 22.250 N dirigida ao longo do eixo da barcaça, determine a força de tração em cada um dos cabos, sabendo que a = 45º
Operações VetoriaisQuestão para o aluno: Determine a intensidade da força resultante Fr = F1 + F2 e sua direção, medida no sentido anti-horário, a partir do eixo x positivo.
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Determinar a força resultante entre as forças F1, F2 e F3
Intensidade
Direção
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.
Operações VetoriaisNotação de Vetor Cartesiano
Exemplo: O elo da figura está submetido a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade e a orientação da força resultante.
Deslocamento, Velocidade e RapidezPosição e Deslocamento
Para descrever o movimento de uma partícula (ou qualquer outro objeto), precisamos ser capazes de descrever a posição da partícula e como essa posição varia enquanto a partícula se move.
Deslocamento é a variação da posição
Δ x = xf − xi
Deslocamento, Velocidade e Rapidez
Velocidade Média e Rapidez média
Rapidez média: é a distância total percorrida pela partícula dividida pelo tempo total entre o início e o final.
Rapidezmédia =distânciatotal
tempo total=
s
Δ t
Deslocamento, Velocidade e Rapidez
Velocidade Média e Rapidez média
Velocidade média: é definida como a razão entre o deslocamento Δx e o
intervalo de tempo Δt.
vméd =Δ x
Δ t=
xf−xi
t f−t i
Deslocamento, Velocidade e Rapidez
Velocidade Média e Rapidez média
Velocidade média: é definida como a razão entre o deslocamento Δx e o
intervalo de tempo Δt.
vméd =Δ x
Δ t=
xf−xi
t f−t i
xf = xi + vmédΔ t
Deslocamento, Velocidade e Rapidez
Exemplo: Um cão, exercitando-se com o seu dono, correu 20,0 ft afastando-se dele em 1,0 s, para alcançar um graveto e voltou caminhando 15,0 ft em 1,5 s. Calcule a rapidez média do cão e a velocidade média do mesmo para o total da viagem.
Rapidez média = s / Δt
s = s1 + s2 = 20,0 ft + 15,0 ft = 35,0 ft
Δ t = (t 1−t i) + (t f−t2) = 1,0 s + 1,5 s = 2,5 s
Rapidez =35,0 ft
2,5 s= 14 ft /s
Deslocamento, Velocidade e Rapidez
Exemplo: Um cão, exercitando-se com o seu dono, correu 20,0 ft afastando-se dele em 1,0 s, para alcançar um graveto e voltou caminhando 15,0 ft em 1,5 s. Calcule a rapidez média do cão e a velocidade média do mesmo para o total da viagem.
Velocidade média = Δx / Δt
Δ x = xf − xi = 5,0 ft − 0,0 ft = 5,0 ft
vméd =Δ x
Δ t=
5,0 ft
2,5 s= 2,0 ft /s
Velocidade Instantânea
v x (t ) = limΔ t→ 0
Δ x
Δ t
Aceleração
A aceleração é a taxa de variação da velocidade com relação ao tempo.
améd =Δ v
Δ t=
vf−vi
t f−ti
v f = vi + améd Δ t
Aceleração Instantânea
ax (t ) = limΔ t→0
Δ vx
Δ t
ax (t ) =dv x
dt=
d (dx /dt)dt
=d
2x
dt2
Aceleração Instantânea