Física Geral e Experimental:

Mecânica

Professora Erica Monteiro Diogo

Cronograma do 1º Bimestre

DIA CONTEÚDO PROGRAMÁTICO ATIVIDADES

04/08 1.1 - Padrões de medidas e unidades.

11/08 1.2 – Vetores e soma vetorial.

Lista de exercícios PLT:

Capítulo 1 (p. 8) – 1, 3, 5, 11, 13, 15, 21, 23.

Capítulo 3 (p. 56) – 1, 3, 5, 9, 11, 13.

18/08 1.3 – Equações do movimento, velocidade e aceleração média e instantânea.

Lista de exercícios PLT:

Capítulo 2 (p. 31) - 1, 3, 5, 15, 19, 25, 27, 45, 47.

25/08 1.4 – Movimento uniforme e variado e queda livre de corpos.

Lista de Exercícios PLT:

Capítulo 4 (p. 80) – 1, 5, 11, 21, 23, 25.

01/09

2.1 – Primeira Lei de Newton

2.2 – Segunda Lei de Newton

2.3 – Terceira Lei de Newton

Lista de exercícios PLT:

Capítulo 5 (p. 112) – 1, 3, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 27, 71.

Capítulo 6 (p. 135) – 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15.

08/09 Laboratório 1.

15/09 Laboratório 2.

22/09 Revisão

29/09 Revisão

06/10 AVALIAÇÃO 1º BIMESTRE – PRESENCIAL

Cinemática, Movimento Uniforme e Uniformemente Variado.

Dinâmica: leis de Newton e aplicações.

Pré-Aula

O engenheiro Rafael precisa fazer cálculos de velocidade e aceleração das carretas da empresa em que trabalha.

Conceitos:

◦ Posição, trajetória e espaço de um ponto material;

◦ Equações horárias do movimento;

◦ Velocidade, aceleração; e

◦ Casos especiais.

Equações do movimento,

velocidade e aceleração média e

instantânea

Objetivos:

◦ Interpretar as equações de movimento;

◦ Conhecer, saber calcular e trabalhar com duas grandezas físicas vetoriais muito importantes na Física: velocidade e aceleração;

◦ Relacionar a velocidade e a aceleração com a equação do movimento.

Conceitos importantes

Ponto material é um corpo cujas dimensões

podem ser desprezadas quando comparadas às

distâncias envolvidas no estudo do movimento.

Corpo extenso é aquele cujas dimensões não

podem ser desprezadas durante o estudo do

movimento.

Conceitos importantes

Posição de um ponto material é definida pelo par

ordenado de coordenadas de um sistema

cartesiano.

y

x

A

B

Conceitos importantes

Trajetória é o conjunto de todas as posições que

um ponto material ocupou em um determinado

intervalo de tempo.

Exemplo: Se a trajetória é uma reta, diz-se que o

movimento executado é retilíneo

Referencial é o sistema usado para compararmos

posições e movimentos.

Exemplo: um prédio está parado em relação à

Terra, mas está em movimento em relação ao Sol.

Conceitos importantes

Repouso é o estado de um corpo quando

ele não muda sua posição ao longo do

tempo, em relação a um certo referencial.

Movimento é o estado de um corpo

quando ele muda sua posição ao longo do

tempo, em relação a um certo referencial.

Conceitos importantes

Espaço (s) é a localização de um objeto em

sua trajetória, em relação a um ponto

chamado origem (s0).

Deslocamento é a variação de posição de

um objeto e é dado por:

0sss

Equações horárias

Quando um ponto material se movimenta ao

longo do tempo, podemos usar uma função

matemática para expressar sua posição em função

do tempo. Podemos chamar essas equações de

Funções Horárias.

As unidades de tempo e espaço usadas são as

do SI.

)(tfS

Equações horárias

Exemplo:

As equações dadas são funções horárias para

o movimento de pontos materiais. Calcule a posição

destas partículas nos instantes t = 0 s, t = 1,0 s e t =

5,0 s.

a) s = 8,0 + 3,0.t.

b) s = 3,0.t².

Velocidade

Taxa de variação da posição de um objeto com o

passar do tempo.

Grandeza vetorial.

Classificação do movimento:

◦ Progressivo:

◦ Retrógrado:

x

0

x

0

v

v

Velocidade

Velocidade média:

Unidade: m/s.

Velocidade instantânea:

if

if

mtt

ss

t

sv

0t

Velocidade

Exemplo:

Uma partícula parte do repouso e começa a se

movimentar. A posição da partícula é dada pela

equação horária:

s = 12.t²-2.t³.

Calcule:

a) a posição inicial da partícula;

b) a posição quando t = 4,0 s; e

c) a velocidade média da partícula entre t = 0 s

e t = 4,0 s.

Aceleração

Taxa de variação da velocidade de um objeto com

o passar do tempo.

Grandeza vetorial.

Classificação do movimento:

◦ Acelerado:

◦ Retardado:

v

v

a

a

Aceleração

Aceleração média:

Unidade: m/s².

Aceleração instantânea:

if

if

mtt

vv

t

va

0t

Resumindo...

Sinal da

velocidade

(v)

Sinal da

aceleração

(a)

Sinal de

v x a

Módulo da

velocidade Classificação

+ + + Aumenta Progressivo

acelerado

+ - - Diminui Progressivo

retardado

- + - Diminui Retrógrado

retardado

- - + Aumenta Retrógrado

acelerado

Aplicando...

Agora, vamos ajudar Rafael.

Vamos lembrar que a carreta gerenciada por Rafael percorre,

diariamente, cidades do interior do estado de SP, realizando trajetos

distintos na ida e na volta.

A carreta é rastreada e monitorada por um sistema que avisa sobre

freadas bruscas, para evitar situações perigosas e o desgaste

antecipado dos freios. São consideradas situações perigosas as

frenagens com aceleração igual o superior 4,0 m/s² para carretas.

Quando isso acontece, o condutor é advertido. Nesta terceira

etapa, será necessário calcular a velocidade média da carreta entre

cada percurso de ida (de acordo com os dados já apresentados nas

seções anteriores) e também analisar uma situação de freada, para

ajudarmos Rafael a definir se o condutor deve ou não ser

advertido.

Aplicando...

a) Complete a Tabela, com as distâncias, em metros, entre as cidades que a

carreta percorre. Para isso, pesquise na internet as distâncias entre as

cidades.

b) Converta os intervalos de tempo da Tabela para segundos e anote na

coluna especificada.

Cidade

Horário

(h/min)

Distância

(km) Distância (m) Tempo (s)

Ribeirão Preto 6h20min

Bauru 9h00min

Sorocaba 12h30min

São Paulo 14h00min

Campinas 15h30min

Piracicaba 16h30min

Ribeirão Preto 19h00min

Aplicando...

c) Baseando-se na Tabela da letra (b), calcule a velocidade média para cada

trecho da viagem e para a viagem toda, e preencha a Tabela abaixo.

Cidade Velocidade média

(m/s)

Ribeirão Preto – Bauru

Bauru – Sorocaba

Sorocaba – São Paulo

São Paulo – Campinas

Campinas – Piracicaba

Piracicaba – Ribeirão Preto

Viagem inteira

Aplicando...

d) Durante o percurso de Ribeirão Preto para Bauru, o

condutor da carreta, para desviar de um buraco, freou e

diminuiu a velocidade de 15,0 m/s em um intervalo de tempo

de 3,0s.

Visto que desacelerações iguais ou acima de 4,0 m/s² devem

ocasionar uma advertência ao condutor, calcule a

desaceleração da carreta e conclua: ele levará uma advertência

por freada brusca ou não?

Aplicando...

Em um teste de um novo modelo de carro, registraram-se as

seguintes medidas durante seu movimento:

a) Represente os dados da Tabela em um gráfico de

velocidade versus tempo (v x t).

b) Calcule a aceleração média durante cada intervalo de 2 s.

Ela é constante em algum momento do teste?

Tempo (s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16

Velocidade (m/s) 0 0 2 6 10 16 19 22 22