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Prof. Marco Antonio

Estudo do movimento dos corpos sem preocupação com suas

causas.

Conceitos básicos:

▪ Trajetória

▪ Referencial

▪ Movimento

▪ Repouso

Movimentos:

▪ Uniforme

▪ Uniformemente variado

▪ Circular uniforme

CINEMÁTICA

1- (Enem PPL 2013) Conta-se que um curioso incidente aconteceu durante a Primeira Guerra

Mundial. Quando voava a uma altitude de dois mil metros, um piloto francês viu o que

acreditava ser uma mosca parada perto de sua face. Apanhando-a rapidamente, ficou surpreso

ao verificar que se tratava de um projétil alemão.

PERELMAN, J. Aprenda física brincando. São Paulo: Hemus, 1970.

O piloto consegue apanhar o projétil, pois

a) ele foi disparado em direção ao avião francês, freado pelo ar e parou justamente na frente

do piloto.

b) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade visivelmente superior.

c) ele foi disparado para cima com velocidade constante, no instante em que o avião francês

passou.

d) o avião se movia no sentido oposto ao dele, com velocidade de mesmo valor.

e) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade de mesmo valor.

APLICAÇÃO

Definimos então a velocidade escalar média pela razão entre o

deslocamento escalar e a o intervalo de tempo gasto para realizá-lo.

▪ vm é a velocidade média

▪ ∆s é o deslocamento escalar

▪ ∆t é o intervalo de tempo

VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA

m

sv = t

2- (Enem 2012) Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda

o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa

até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias

diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade

máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo

trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h.

Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa

ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em

horas, para a realização da entrega?

a) 0,7

b) 1,4

c) 1,5

d) 2,0

e) 3,0

APLICAÇÃO

3- (Enem 2013) Antes das lombadas eletrônicas, eram pintadas faixas nas ruas para

controle da velocidade dos automóveis. A velocidade era estimada com o uso de

binóculos e cronômetros. O policial utilizava a relação entre a distância percorrida e o

tempo gasto, para determinar a velocidade de um veículo. Cronometrava-se o tempo que

um veículo levava para percorrer a distância entre duas faixas fixas, cuja distância era

conhecida. A lombada eletrônica é um sistema muito preciso, porque a tecnologia elimina

erros do operador. A distância entre os sensores é de 2 metros, e o tempo é medido por

um circuito eletrônico.

O tempo mínimo, em segundos, que o motorista deve gastar para passar pela lombada

eletrônica, cujo limite é de 40 km/h, sem receber uma multa, é de

a) 0,05.

b) 11,1.

c) 0,18.

d) 22,2.

e) 0,50.

APLICAÇÃO

4- (Enem (Libras) 2017) No Brasil, a quantidade de mortes decorrentes de acidentes por

excesso de velocidade já é tratada como uma epidemia. Uma forma de profilaxia é a

instalação de aparelhos que medem a velocidade dos automóveis e registram, por meio de

fotografias, os veículos que trafegam acima do limite de velocidade permitido. O princípio

de funcionamento desses aparelhos consiste na instalação de dois sensores no solo, de

forma a registrar os instantes em que o veículo passa e, em caso de excesso de

velocidade, fotografar o veículo quando ele passar sobre uma marca no solo, após o

segundo sensor.

Considere que o dispositivo representado na figura esteja instalado em uma via com

velocidade máxima permitida de 60 km/h

APLICAÇÃO

No caso de um automóvel que trafega na velocidade máxima permitida, o tempo, em

milissegundos, medido pelo dispositivo, é

a) 8,3 b) 12,5

c) 30,0 d) 45,0

e) 75,0

APLICAÇÃO

É o movimento no qual a velocidade do corpo é constante ao longo do tempo.

Função horária

Gráfico sxt no Movimento Uniforme

s = posição final

so = posição inicial

v = velocidade

t = tempo final

MOVIMENTO UNIFORME

os = s + vt

É o movimento no qual a aceleração do corpo é constante ao longo do tempo.

Funções horárias:

Equação de Torricelli:

MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

o2ats = v t +

2ov = v + at

2 2

o v = v + 2a s

Qual delas eu devo utilizar e quando?

THE TWO MILLION DOLAR QUESTION

Você tem

tempo??

Qual delas eu devo utilizar e quando?



ATENÇÃO!!!

Gráficos:

É o movimento no qual a aceleração do corpo é constante ao longo do tempo.


Os lançamentos verticais serão tratados como um movimento

retilíneo uniformemente variado, com a = g = 10m/s², toda vez que

for desprezada a resistência do ar.


5- (Enem 2016) Dois veículos que trafegam com velocidade constante em uma estrada,

na mesma direção e sentido, devem manter entre si uma distância mínima. Isso porque o

movimento de um veículo, até que ele pare totalmente, ocorre em duas etapas, a partir do

momento em que o motorista detecta um problema que exige uma freada brusca. A

primeira etapa é associada à distância que o veículo percorre entre o intervalo de tempo

da detecção do problema e o acionamento dos freios. Já a segunda se relaciona com a

distância que o automóvel percorre enquanto os freios agem com desaceleração

constante.

Considerando a situação descrita, qual esboço gráfico representa a velocidade do

automóvel em relação à distância percorrida até parar totalmente?

APLICAÇÃO

Considerando a situação descrita, qual esboço gráfico representa a velocidade do

automóvel em relação à distância percorrida até parar totalmente?

APLICAÇÃO

6- (Enem PPL 2013) O trem de passageiros da Estrada de Ferro Vitória-Minas (EFVM),

que circula diariamente entre a cidade de Cariacica, na Grande Vitória, e a capital mineira

Belo Horizonte, está utilizando uma nova tecnologia de frenagem eletrônica. Com a

tecnologia anterior, era preciso iniciar a frenagem cerca de 400 metros antes da estação.

Atualmente, essa distância caiu para 250 metros, o que proporciona redução no tempo de

viagem.

Considerando uma velocidade de 72 km/h, qual o módulo da diferença entre as

acelerações de frenagem depois e antes da adoção dessa tecnologia?

a) 0,08 m/s²

b) 0,30 m/s²

c) 1,10 m/s²

d) 1,60 m/s²

e) 3,90 m/s²

APLICAÇÃO

7- (Enem 2ª aplicação 2016) Para um salto no Grand Canyon usando motos, dois

paraquedistas vão utilizar uma moto cada, sendo que uma delas possui massa três vezes

maior. Foram construídas duas pistas idênticas até a beira do precipício, de forma que no

momento do salto as motos deixem a pista horizontalmente e ao mesmo tempo. No

instante em que saltam, os paraquedistas abandonam suas motos e elas caem

praticamente sem resistência do ar.

As motos atingem o solo simultaneamente porque

a) possuem a mesma inércia.

b) estão sujeitas à mesma força resultante.

c) têm a mesma quantidade de movimento inicial.

d) adquirem a mesma aceleração durante a queda.

e) são lançadas com a mesma velocidade horizontal.

APLICAÇÃO

8- (Enem 2017) Em uma colisão frontal entre dois automóveis, a força que o cinto de

segurança exerce sobre o tórax e abdômen do motorista pode causar lesões graves nos

órgãos internos. Pensando na segurança do seu produto, um fabricante de automóveis

realizou testes em cinco modelos diferentes de cinto. Os testes simularam uma colisão de

segundo de duração, e os bonecos que representavam os ocupantes foram equipados

com acelerômetros. Esse equipamento registra o módulo da desaceleração do boneco em

função do tempo. Os parâmetros como massa dos bonecos, dimensões dos cintos e

velocidade imediatamente antes e após o impacto foram os mesmos para todos os testes.

O resultado final obtido está no gráfico de aceleração por tempo.

APLICAÇÃO

Qual modelo de cinto oferece menor risco de lesão interna ao motorista?

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

9- (Enem 2017) Um motorista que atende a uma chamada de celular é levado à

desatenção, aumentando a possibilidade de acidentes ocorrerem em razão do aumento de

seu tempo de reação. Considere dois motoristas, o primeiro atento e o segundo utilizando

o celular enquanto dirige. Eles aceleram seus carros inicialmente a 1,0 m/s². Em resposta

a uma emergência, freiam com uma desaceleração igual a 5,0m/s². O motorista atento

aciona o freio à velocidade de 14,0 m/s, enquanto o desatento, em situação análoga, leva

1,0 segundo a mais para iniciar a frenagem.

Que distância o motorista desatento percorre a mais do que o motorista atento, até a

parada total dos carros?

a) 2,9 m

b) 14,0 m

c) 14,5 m

d) 15,0 m

e) 17,4 m

APLICAÇÃO

É o movimento no qual o corpo percorre uma trajetória circular, com velocidade

escalar constante

Conceitos importantes:

MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME

Equações: = 2 f v = R


É o movimento no qual o corpo percorre uma trajetória circular,

com velocidade escalar constante

Equações: = 2 f v = R


É o movimento no qual o corpo percorre uma trajetória circular,

com velocidade escalar constante

No MCU, como a velocidade é constante, a

aceleração escalar é nula. Nesse caso,

trabalhamos com a aceleração centrípeta, que é

sempre orientada para o centro da trajetória.

cp

v²a =

R

10- (Enem 2014) Um professor utiliza essa história em

quadrinhos para discutir com os estudantes o movimento de

satélites. Nesse sentido, pede a eles que analisem o

movimento do coelhinho, considerando o módulo da

velocidade constante.

Desprezando a existência de forças dissipativas, o vetor

aceleração tangencial do coelhinho, no terceiro quadrinho, é

a) nulo.

b) paralelo à sua velocidade linear e no mesmo sentido.

c) paralelo à sua velocidade linear e no sentido oposto.

d) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para o

centro da Terra.

e) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para fora

da superfície da Terra.

APLICAÇÃO

Note que:

▪ Na figura I A e B giram no mesmo sentido,

enquanto que na figura II, giram em sentidos

opostos.

▪ As velocidades escalares são as mesma,

assim, a polia de menor raio gira com maior

frequência que a de raio maior!

▪ Como a velocidade linear depende do raio, a

polia de maior raio tem maior velocidade

linear.


A A B Bf R = f R

11- (ENEM 2016) A invenção e o acoplamento entre engrenagens revolucionaram a

ciência na época e propiciaram a invenção de várias tecnologias, como os relógios. Ao

construir um pequeno cronômetro, um relojoeiro usa o sistema de engrenagens mostrado.

De acordo com a figura, um motor é ligado ao eixo e movimenta as engrenagens fazendo

o ponteiro girar. A frequência do motor é de 18 RPM, e o número de dentes das

engrenagens está apresentado no quadro.

A frequência de giro do ponteiro, em RPM, é

a) 1.

b) 2.

c) 4.

d) 81.

e) 162.

APLICAÇÃO

Estudo das causas do movimento dos corpos e dos seus

efeitos.

Conceito de força: ações entre corpos que causam

variação no seu estado de movimento ou

deformação. A grandeza Força é vetorial (módulo,

direção e sentido).

As forças podem ser:

▪ Forças de contato

▪ Forças de campo

DINÂMICA

Primeira Lei de Newton (INÉRCIA): livre da ação de forças,

um corpo em repouso tende a permanecer em repouso e

um corpo em movimento tende a continuar em movimento

retilíneo uniforme (MRU).

DINÂMICA

Estudo das causas do movimento dos corpos e dos seus efeitos.

DINÂMICA

Primeira Lei de Newton (INÉRCIA): livre da ação de forças,

um corpo em repouso tende a permanecer em repouso e

um corpo em movimento tende a continuar em movimento

retilíneo uniforme (MRU).


Segunda Lei de Newton (Princípio fundamental da Dinâmica):

A resultante das forças aplicadas a um ponto material é igual

ao produto de sua massa pela aceleração adquirida:

RF = ma

DINÂMICA


Força Peso ou Peso de um corpo: é a força de atração

que a Terra exerce sobre ele.

P = mgCuidado!!

Não confunda

massa com

Peso!!!

DINÂMICA


Terceira Lei de Newton (Ação e reação): toda ação

corresponde a uma reação, com mesma intensidade,

mesma direção e sentidos contrários.

DINÂMICA


DINÂMICA


AS TRÊS LEI DE NEWTON

atF = μN

▪ μ é o coeficiente de atrito

(material)

▪ N é a força de reação normal

(contato)

DINÂMICA

DINÂMICA

12- (Enem (Libras) 2017) Em dias de chuva ocorrem muitos acidentes no trânsito, e

uma das causas é a aquaplanagem, ou seja, a perda de contato do veículo com o solo

pela existência de uma camada de água entre o pneu e o solo, deixando o veículo

incontrolável.

Nesta situação, a perda do controle do carro está relacionada com redução de qual

força?

a) Atrito.

b) Tração.

c) Normal.

d) Centrípeta.

e) Gravitacional.

APLICAÇÃO

13- (Enem PPL 2015) Num sistema de freio convencional, as rodas do carro travam e os

pneus derrapam no solo, caso a força exercida sobre o pedal seja muito intensa. O sistema

ABS evita o travamento das rodas, mantendo a força de atrito no seu valor estático máximo,

sem derrapagem. O coeficiente de atrito estático da borracha em contato com o concreto vale

µe = 1,0 e o coeficiente de atrito cinético para o mesmo par de materiais é µc = 0,75. Dois

carros, com velocidades iniciais iguais a 108km/h iniciam a frenagem numa estrada

perfeitamente horizontal de concreto no mesmo ponto. O carro 1 tem sistema ABS e utiliza a

força de atrito estática máxima para a frenagem; já o carro 2 trava as rodas, de maneira que a

força de atrito efetiva é a cinética. Considere g = 10 m/s².

As distâncias, medidas a partir do ponto em que iniciam a frenagem, que os carros 1 e 2

percorrem até parar são, respectivamente,

a) d1 = 45m e d2 = 60m

b) d1 = 60m e d2 = 45m

c) d1 = 90m e d2 = 120m

d) d1 = 5,8x10² m e d2 = 7,8x10² m

e) d1 = 7,8x10² m e d2 = 5,8x10² m

APLICAÇÃO










APLICAÇÃO










As distâncias, medidas a partir do ponto em que iniciam a frenagem, que os carros 1 e 2

percorrem até parar são, respectivamente,

a) d1 = 45m e d2 = 60m

b) d1 = 60m e d2 = 45m

c) d1 = 90m e d2 = 120m

d) d1 = 5,8x10² m e d2 = 7,8x10² m

e) d1 = 7,8x10² m e d2 = 5,8x10² m

APLICAÇÃO

xP = P.senθ

yP = P.cosθ

Componente

eficaz

Reação

Normal

cp

mv²F =

2

DINÂMICA

14- (Enem 2011) Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a

seguinte experiência:

I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela

extremidade superior,

de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior.

II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da

régua, sem tocá-la.

III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra

pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde

conseguiu segurar a régua, isto é, a distância que ela percorre durante a queda.

O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e

os respectivos tempos de reação.

APLICAÇÃO

(Enem 2011)

O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e

os respectivos tempos de reação.

A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação

porque a

a) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido.

b) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade.

c) aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado.

d) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado.

e) velocidade da régua é constante, o que provoca uma passagem linear de tempo.

APLICAÇÃO

15- Determine a intensidade da força que o homem deve exercer no fio para

manter em equilíbrio estático o corpo de peso 120 N suspenso. Os fios são

considerados inextensíveis e de massas desprezíveis; entre os fios e as

polias não há atrito. As polias são ideais, isto é, não têm peso.

Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a e

que a superfície da praia é perfeitamente horizontal.

▪ Talha exponencial e polias móveis.

▪ Vantagem mecânica

TALHA EXPONENCIAL

16- (Enem 2016) Uma invenção que significou um grande avanço tecnológico na

Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287

a.C. a 212 a.C.). O aparato consiste em associar uma série de polias móveis a uma polia

fixa. A figura exemplifica um arranjo possível para esse aparato. É relatado que

Arquimedes teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo desse aparato, movendo

sozinho, sobre a areia da praia, um navio repleto de passageiros e cargas, algo que seria

impossível sem a participação de muitos homens. Suponha que a massa do navio era de

3000 kg que o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era de 0,8 e que

Arquimedes tenha puxado o navio com uma força F paralela à direção do movimento e de

módulo igual a 400N.

Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a e que a superfície

da praia é perfeitamente horizontal.

APLICAÇÃO

16- (Enem 2016)

O número mínimo de polias móveis usadas, nessa situação, por Arquimedes foi

a) 3

b) 6

c) 7

d) 8

e) 10

APLICAÇÃO

Impulso é uma grandeza Física associada à aplicação de uma força sobre um

corpo em determinado intervalo de tempo.

I = F. t

Graficamente temos:

DINÂMICA IMPULSIVA

DINÂMICA IMPULSIVA

Quantidade de movimento (ou momento linear de um corpo) é uma grandeza

vetorial definida pelo produto da massa do corpo por sua velocidade vetorial.

Q = m.v

TEOREMA DO IMPULSO: o impulso da força resultante num intervalo de

tempo é igual à variação da quantidade de movimento do corpo nesse

mesmo intervalo de tempo.

f iI = Q Q− f iI = mv mv−

DINÂMICA IMPULSIVA

Conservação da Quantidade de movimento: em um sistema de corpos isolados

de forças externas, a quantidade de movimento é sempre constante.

f iQ = Q

DINÂMICA IMPULSIVA

17- (Enem PPL 2014) Durante um reparo na estação espacial internacional, um

cosmonauta, de massa 90kg substitui uma bomba do sistema de refrigeração, de

massa 360 kg que estava danificada. Inicialmente, o cosmonauta e a bomba estão

em repouso em relação à estação. Quando ele empurra a bomba para o espaço,

ele é empurrado no sentido oposto. Nesse processo, a bomba adquire uma

velocidade de 0,2 m/s em relação à estação.

Qual é o valor da velocidade escalar adquirida pelo cosmonauta, em relação à

estação, após o empurrão?

a) 0,05m/s

b) 0,20 m/s

c) 0,40 m/s

d) 0,50 m/s

e) 0,80 m/s

APLICAÇÃO

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