FÍSICA

Prof. Amilcar

INTRODUÇÃO

AO ESTUDO

DA MECÂNICA

GRANDEZAS FÍSICAS

O que é Grandeza?

Grandeza é tudo o que pode ser

medido.

Comprimento, tempo, força, massa,

velocidade entre outros são grandezas

porque podem ser medidos.

GRANDEZAS ESCALARES

Algumas grandezas físicas exigem, para sua perfeita caracterização, apenas uma intensidade.

Essas grandezas são denominadas grandezas escalares.

São exemplos: massa, comprimento, tempo, temperatura, densidade e muitas outras.

As grandezas físicas que, para sua

perfeita caracterização, exigem, além

da intensidade, uma orientação

espacial (direção e sentido) são

denominadas grandezas vetoriais.

GRANDEZAS VETORIAIS

São exemplos: força, impulso,

quantidade de movimento,

velocidade, aceleração ...

INTRODUÇÃO

À CINEMÁTICA

Imagine que você esteja viajando e

começa a observar nesta viagem o

movimento do carro.

Na física, o estudo do movimento é

denominado MECÂNICA.

Mas a observação desse movimento

pode ser feita de formas distintas, por

exemplo:

CINEMÁTICA

Você pode observar a estrada, o tempo

de percurso, a velocidade do carro e a

sua aceleração. Pode-se dizer que você

tem uma observação “cinemática”.

DINÂMICA

Você também pode prestar atenção na

resistência do ar, no atrito dos pneus

com o asfalto, na potência desenvolvida

pelo motor do carro, a ação dos freios, e

neste caso sua observação é “dinâmica”.

PONTO MATERIAL / CORPO EXTENSO

Considere um veículo de 3 m de

comprimento em duas situações

distintas:

Numa estrada que une duas cidades

distantes 400 km uma da outra.

Num estacionamento de um shopping.

No caso da viagem, o

tamanho do veículo é

desprezível quando

comparado com o

comprimento da

estrada, assim, é

possível supor que o

carro, nessa situação,

seja apenas um ponto

material.

No caso do

estacionamento o

tamanho do carro é

importante comparado

com a vaga que ele

vai ocupar, sendo

considerado corpo

extenso.

REPOUSO E MOVIMENTO

Imagine que você esteja sentado dentro

de um carro de formula 1 e o velocímetro

indica 200 km/h.

REPOUSO E MOVIMENTO

Você está em repouso

ou em movimento ?

REPOUSO E MOVIMENTO

Você está em repouso

ou em movimento ?

Em relação ao carro você está em

repouso,

mas em relação às placas de

sinalização, você está em movimento.

REPOUSO E MOVIMENTO

Os conceitos de repouso e movimento

dependem de um referencial, um

sistema ou corpo adotado como

referência para indicar se o corpo está

em repouso ou movimento.

- um corpo encontra-se em REPOUSO

quando a distância entre o corpo e o

referencial não se altera.

OBS. Esta ponderação não é válida para movimento circular com referencial no centro da circunferência.

A partir de um referencial:

- o corpo está em MOVIMENTO quando a

distância entre o corpo e o referencial é

alterada.

TRAJETÓRIA

É o lugar geométrico das posições

ocupadas pelo ponto no decorrer do

tempo.

A trajetória pode ser retilínea ou

curvilínea, dependendo do referencial

considerado.

POSIÇÃO ou ESPAÇO

É a localização de um corpo.

É determinada pela distância a um

referencial chamado “origem dos

espaços” (S = 0)

É representada pela letra S ou x.

Qual a posição das partículas x, y e z?

É necessário determinar um

referencial, o marco zero, a partir do qual

é feita a medida da distância que indicará

a posição da partícula.

Considerando o ponto D como

marco zero, tem-se:

Considerando o ponto D como

marco zero, tem-se:

Sx = -2 m Sy = 1 m Sz = 6 m

ESPAÇO PERCORRIDO e

DESLOCAMENTO

Uma partícula em movimento passa

por várias posições.

Considera-se deslocamento (S) a

distância medida entre as posições final

e inicial.

S = Sfinal - Sinicial

A distância percorrida (d) é determinada

pela soma dos módulos dos

deslocamentos parciais.

d = S

Então, o deslocamento é determinado por:

S = Sfinal – Sinicial

S = 6 – (-2)

S = 8 m

A distância percorrida possui o mesmo módulo do deslocamento.

Considere que a partícula tenha

passado da posição B para a posição J

e em seguida para a posição G.

Pode-se determinar o deslocamento pela

variação da posição do móvel.

S = Sfinal – Sinicial

S = 3 – (-2)

S = 5 m

A distância percorrida será determinada

pela soma dos módulos dos deslocamentos

parciais.

d = SBJ + SJG

d = 8+-3

d = 11 m

VELOCIDADE

A velocidade é uma grandeza

física que exprime de maneira

quantitativa a idéia de rapidez

do movimento.

VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA

Considere um carro que percorre 100 km

em 2 horas.

A razão entre o deslocamento e o tempo

necessário caracteriza a velocidade

escalar média do carro.

Pode-se dizer que a velocidade escalar

média do carro foi igual a 50 km/h.

VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA

A velocidade escalar média corresponde à

velocidade que o carro deveria manter

constante para sofrer o mesmo

deslocamento (ΔS) no mesmo tempo (Δt).

M

Sv

t

Qual a velocidade do corpo que parte da

posição B e chega na posição J em 4 s ?

Qual a velocidade do corpo que parte da

posição B e chega na posição J em 4 s ?

S = 6 – (-2) = 8 m

t = 4 s

Qual a velocidade do corpo que parte da

posição B e chega na posição J em 4 s ?

S = 6 – (-2) = 8 m

t = 4 s M

S 8v 2 m / s

t 4

Qual a velocidade do corpo que parte da

posição B passa pela posição J e chega

na posição G em 5 s ?

Qual a velocidade do corpo que parte da

posição B passa pela posição J e chega

na posição G em 5 s ?

S = 3 – (-2) = 5 m t = 5 s

Qual a velocidade do corpo que parte da

posição B passa pela posição J e chega

na posição G em 5 s ?

S = 3 – (-2) = 5 m t = 5 s M

S 5v 1m / s

t 5

MOVIMENTO PROGRESSIVO

Se um carro se movimenta no sentido da

trajetória, sua velocidade será positiva.

Nesse caso, o movimento é chamado

progressivo.

MOVIMENTO RETRÓGRADO

Se um carro se movimenta em sentido

contrário à orientação da trajetória, sua

velocidade será negativa.

Nesse caso, o movimento é retrógrado.

A distância, por estrada de rodagem,

entre Cuiabá e Salvador é de 3 400,8km.

Um ônibus demora dois dias e quatro

horas desde a saída de Cuiabá até a

chegada a Salvador, incluindo dez horas

de paradas para refeições,

abastecimentos etc. Qual a velocidade

escalar média desse ônibus, durante os

dois dias e quatro horas de viagem em

km/h?

S = 3.400,8 km

t = 2 dias + 4 h = 52 h

M

M

S 3400,8v

t 52

v 65,4 km / h

S = 3.400,8 km

t = 2 dias + 4 h = 52 h

Um trem de 200 m de comprimento,

com velocidade escalar constante de 54

km/h, gasta 20 s para atravessar

completamente uma ponte. Qual a

extensão da ponte?

comprimento da comprimento do

ponte trem

S = v . t

S = 15 . 20

S = 300 m

Cponte + Ctrem = 300 m

Cponte + 200 = 300

Cponte = 300 – 200

Cponte = 100 m

v = 54 km/h

v = 15 m/s

t = 20 s

Ctrem = 200 m