sábado, 1 de março de 2014

Movimento progressivo e Movimento retrógrado. Movimento Uniforme (I)

Movimento progressivo e Movimento retrógrado. Movimento Uniforme (I)

Movimento Progressivo

É o movimento em que o móvel caminha a favor da orientação positiva da trajetória.


No movimento progressivo os espaços crescem com o decorrer do tempo e a velocidade escalar é positiva.

Movimento Retrógrado

É o movimento em que o móvel caminha contra a orientação positiva da trajetória.


No movimento retrógrado os espaços decrescem com o decorrer do tempo e a velocidade escalar é negativa.

Movimento Uniforme (MU)

É o movimento que possui velocidade escalar constante (e não nula).
No movimento uniforme (MU) a velocidade escalar é a mesma em todos os instantes e coincide com a velocidade escalar média, qualquer que seja o intervalo de tempo considerado.


Função horária do MU

De v = Δs/Δt => v = (s-s0)/(t-0) => s-s0 = vt, vem:


Exercícios básicos
 

Exercício 1:
Dê exemplos de movimentos uniformes que ocorrem no dia a dia.

Resolução:
Movimento da extremidade do ponteiro de um relógio; movimento de um ponto do equador devido a rotação da Terra; movimento final de queda de um paraquedas; movimento final de queda de uma gotícula de chuva; movimento de propagação do som e da luz.

Exercício 2:
Um móvel realiza um movimento uniforme e seu espaço varia com o tempo segundo a tabela:


a) Classifique o movimento dizendo se é progressivo ou retrógrado.
b) Calcule e velocidade escalar do móvel.
c) Qual é o espaço inicial do móvel.
d) Escreva a função horária dos espaços.
e) Construa o gráfico s x t.
x
Resolução: 

a) O movimento é retrógrado pois os espaços s decrescem com o decorrer do tempo.
b) v = Δs/Δt
0=> v = (17-20)/(1-0) => v = -3 m/s
c) Para t = 0, temos
s0 = 20 m
d)  s =
s0 + vt => s = 20 - 3t (SI)
e) 




Respostas:

a) Retrógrado
b) -3 m/s
c) 20 m
d) s = 20-3t (SI)
e) gráfico acima
 Exercício 3: 
Dois móveis, A e B, realizam movimentos uniformes em uma trajetória retilínea e suas funções horárias são sA = 15 + 10t (SI) e sB = 35 + 5t (SI). Determine:

a) A distância entre os móveis no instante t = 0;
b) O instante em que os móveis se encontram;
c) Os espaços dos móveis no instante do encontro;
d) Construa os gráficos, no mesmo diagrama, dos espaços dos móveis A e B em função do tempo.

Resolução:

a) No instante t = 0, temos: s0A = 15 m e s0B = 35 m. Logo a distância entre A e B, no instanteBt = 0, é de 20 m.
b) No instante do encontro os espaços de A e B são iguais. Portanto:
sA = sB => 15 + 10t = 35 + 5t => t = 4 s
c) Para t = 4s, temos: sA = 15 + 10.4 => sA = 55 m
Confirmando: sB = 35 + 5.4 => sB = 55 m
d)
 


Respostas:

a) 20 m
b) 4 s
c) 55 m
d) Gráficos acima

Exercício 4:
Dois automóveis, A e B, deslocam-se numa pista retilínea com velocidades escalares vA = 20 m/s e vB = 15 m/s. No instante t = 0 a distância entre os automóveis é de 500 m. Qual é a distância que o carro que está na frente percorre, desde o instante t = 0, até ser alcançado pelo carro de trás? Considere os carros como pontos materiais.


Resolução:


Adotando-se a origem dos espaços na posição inicial de A e orientando a trajetória de A para B, temos:



Funções horárias

Carro A:
sA
= 0 + 20t (SI)
Carro B:
sB
= 500 + 15t (SI)

Encontro:
sA = sB
=> 0 + 20t = 500 + 15t => t = 100 s

Espaço no instante do encontro:
sA = 0 + 20.100 => sA
= 2000 m

A distância que o carro B percorre, desde o instante t = 0, até ser alcançado pelo carro A é d = 2000 m – 500 m = 1500 m

Resposta: 1500 m

Exercício 5:
Um trem de 300 m de comprimento atravessa completamente um túnel de 700 m de comprimento. Sabendo se que o trem realiza um movimento uniforme e que a travessia dura 1 minuto, qual é a velocidade do trem, em km/h?


Resolução:

Durante a travessia cada ponto do trem (como o ponto de trás A) sofre uma variação de espaço Δs = Ltrem + Ltúnel = 300 m + 700 m = 1000 m.
Portanto, v = Δs/Δt = 1000 m/60 s = (1000/60).3,6 km/h => v = 60 km/h

Resposta: 60 km/h


Revisão
Os dois automóveis A e B da figura realizam movimentos retilíneos e uniformes. Sabe-se que a velocidade de A vale 10m/s e que colide com B no cruzamento C. A velocidade de B é igual a:


a) 2,0 m/s.
b) 4,0 m/s.
c) 6,0 m/s.
d) 8,0 m/s.
e) 10 m/s. 


Resolução:
Calculo do intervalo de tempo que o automóvel A gasta para atingir o cruzamento: 

vA = ΔsA/Δt => 10m/s = 100m/Δt => Δt = 10 s 


Calculo da velocidade de B, lembrando que atinge o cruzamento  no mesmo instante do que A: 

vB = ΔsB/Δt = 60m/10s => vB = 6,0 m/s
 
Resposta: c



Revisão
(VUNESP)
Um estudante realizou uma experiência de cinemática utilizando um tubo comprido, transparente e cheio de óleo, dentro do qual uma gota de água descia verticalmente, como indica a figura.



A tabela relaciona os dados de posição em função do tempo, obtidos quando a gota passou a ter movimento retilíneo e uniforme.



A partir desses dados, determine a velocidade em cm/s, e escreva a função horária da posição da gota.


Resolução:
Cálculo da velocidade da gota: 

v = Δs/Δt = (90-120)cm/(2-0)s => v = -15 cm/s 


Da tabela tiramos que o espaço inicial da gota é 120 m.
De s = s
0+v.t, vem: s = 120-15.t (s em metros e t em segundos)

Resposta

v = -15 cm/s; s = 120-15.t (s = m, t = s)

Revisão/Ex 5:
(AFA)
Uma pessoa esta observando uma corrida a 170 m do ponto de largada. Em dado instante, dispara-se a pistola que dá início à competição. Sabe-se que o tempo de reação de um determinado corredor é 0,2 s, sua velocidade é constante com módulo 7,2 km/h e a velocidade do som no ar tem módulo igual a 340 m/s. A distância desse atleta em relação à linha de largada, quando o som do disparo chega ao ouvido do observador é:

a) 0,5 m   b) 0,6 m   c) 0,7 m  d) 0,8m


Resolução:
Cálculo do tempo que o som gasta para chegar ao ouvido do observador:

vsom = Δs/Δtsom => 340m/s = 170 m/Δtsom => Δtsom = 0,5 s

Como o tempo de reação do corredor foi de 0,2 s, concluímos que quando o som chega ao ouvido do observador, o atleta já correu durante 0,3 s. Neste intervalo de tempo ele percorreu:

v = Δs/Δt => (7,2/3,6)m/s = Δs/0,3s => Δs = 0,6 m
 
Resposta: b

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