quarta-feira, 26 de março de 2014

Resultante de Forças e Forças de Atrito


RELEMBRANDO...

As forças:
  • Traduzem a interação entre corpos;
  • São grandezas vetoriais (representam-se por vetores);
  • Podem:
    • alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo;
    • deformar corpos;
  • Unidade no SI: Newton (N);
  • São medidas com dinamómetros;
  • Atuam sempre aos pares;
  • Podem ocorrer por contacto ou à distância.
Características do vetor força:
- direção
- sentido
- ponto de aplicação
- valor/intensidade



Resultante de forças

A resultante do conjunto de forças que atuam num corpo é a força única equivalente a todas as forças desse conjunto. 

COMO SE SOMAM FORÇAS?
(1) Representam-se um dos vetores,
(2) Depois, na extremidade do primeiro vetor, inicia-se a representação do segundo;
(3) Une-se a origem do primeiro vetor à extremidade do segundo, obtendo assim o vetor soma.






Resultante de duas forças com a mesma direção e o mesmo sentido 


Para determinar a força resultante somam-se as duas forças:








Quando duas forças com a mesma direção e o mesmo sentido atuam num corpo, a força resultante tem:

  • direção e sentido iguais aos das duas forças;
  • intensidade igual à soma das intensidades das duas forças:



Resultante de duas forças com a mesma direção mas sentidos opostos


Para determinar a força resultante somam-se as duas forças e obtém-se uma força cuja intensidade é igual à diferença das intensidades das duas forças:



Quando duas forças com a mesma direção mas sentidos opostos atuam num corpo, a força resultante tem:

  • direção igual à das duas forças;
  • sentido igual ao da força com maior intensidade;
  • intensidade igual à diferença das intensidades das duas forças: 


Resultante de duas forças com direções diferentes



Para determinar a força resultante utiliza-se a regra do paralelogramo:








Se as duas forças fazem entre si um ângulo de 90º a intensidade da força resultante pode ser calculada aplicando o teorema de Pitágoras:









Quando duas forças, com um ângulo de 90º entre si, a força resultante tem:

  • direção e sentido diferente do das duas forças, que são determinados geometricamente;
  • intensidade calculada aplicando o teorema de Pitágoras: 


Forças de atrito

As forças de atrito são forças de contacto que se opõem sempre ao movimento de um corpo. Estas forças dependem das superfícies de contacto e da massa do corpo.




 
Exemplos em que o atrito é útil:

  • no caminhar de uma pessoa;
  • no aderir dos carros á estrada.






Exemplos em que o atrito é prejudicial:

  • na patinagem no gelo;
  • no aumentar da velocidade dos carros de corrida;

sexta-feira, 7 de março de 2014

A aceleração dos movimentos











Quando a trajetória é retilínea:
  • se o valor da velocidade aumenta, a aceleração média tem a mesma direção e mesmo sentido que a velocidade;
  • se o valor da velocidade diminui, a aceleração média tem a mesma direção, mas sentido oposto ao da velocidade.

Movimento retilíneo uniforme =>Valor da velocidade constante = aceleração nula (não existe aceleração)

Movimento retilíneo uniformemente acelerado => aceleração é constante, tendo a mesma direção e sentido da velocidade.







Movimento retilíneo uniformemente retardado => aceleração é constante, tendo a mesma direção mas sentido oposto ao da velocidade.

quarta-feira, 5 de março de 2014

Distância de segurança




Distância de segurança rodoviária --> distância mínima necessária para que um veículo consiga parar sem colidir com o obstáculo.

  • Tempo que o condutor demora a atuar, quando se apercebe de um obstáculo => tempo de reação e depende do condutor.
  • Distância percorrida pelo veículo durante o tempo de reação => distância de reação.
  • Tempo necessário para o automóvel parar => tempo de travagem.
  • Distância percorrida pelo veículo durante o tempo de travagem => distância de travagem.


A distância de segurança pode ser calculada a partir do gráfico velocidade-tempo:

Movimentos Retilíneos





Movimento Retilíneo Uniforme (m.r.u)


Diz-se que o movimento de um corpo é uniforme quando o valor da velocidade se mantém constante.
No movimento uniforme, o valor da velocidade é igual ao da rapidez média.


Gráfico posição-tempo para um movimento uniforme

No movimento uniforme, a distância percorrida é diretamente proporcional ao tempo gasto para a percorrer.
A inclinação da reta corresponde ao valor da velocidade. Maior inclinação = maior velocidade









Gráfico velocidade-tempo para um movimento uniforme

Neste gráfico o valor da velocidade é constante.











Para calcular a distância percorrida com movimento uniforme pode multiplicar-se o valor da velocidade pelo tempo gasto no percurso.










Movimento Uniformemente Variado 

O movimento pode ser:

velocidade aumenta
--> uniformemente acelerado (m.r.u.a) - quando o valor da velocidade aumenta - reta ascendente.




velocidade diminui
--> uniformemente retardado (m.r.u.r) - quando o valor da velocidade diminui - reta descendente














Para calcular a distância percorrida com movimento uniforme pode clacular-se a área do triângulo:

Sendo altura = velocidade e base = t











Supondo que o tamanho das bolinhas representa a variação da velocidade:
m.r.u.:



m.r.u.a.:


m.r.u.r.:



EXERCÍCIO:
1. Observa o gráfico ao lado:
1.1. Indica em que intervalos de tempo o movimento é:
       - uniforme
       - uniformemente acelerado
       - uniformemente retardado
1.2. Calcula a distância percorrida durante os últimos 4 s de movimento.

CORREÇÃO DO EXERCÍCIO:
1.
1.1. - m.u.-> [0;5] e [10;17]s
       - m.u.a -> [17;20]s
       - m.u.r -> [5;10] e [20;24]s
1.2. d = área
d = (v x t)/2
d = (17 x 4)/2
d = 34 m

domingo, 23 de fevereiro de 2014

Características dos movimentos

Movimento e repouso 

- Os corpos encontram-se em movimento ou repouso em relação a um referencial (onde se encontra o observador);
- Diz-se que um corpo se encontra em repouso, em relação a um referencial, quando a sua posição não varia ao longo do tempo.
- Diz-se que um corpo se encontra em movimento, em relação a um referencial, quando a sua posição varia ao longo do tempo.



Exemplo:

autocarro parado 
Situação A:
-> os passageiros estão sentados;
-> os passageiros estão em repouso em relação à paragem e em relação ao autocarro.




autocarro inicia a sua viagem 
Situação B:
-> os passageiros continuam sentados;
-> os passageiros estão em repouso em relação ao autocarro mas estão em movimento em relação à paragem.





Trajetória

No movimento de translação da Terra:








Gráficos posição-tempo

Para descrever o movimento de um corpo é necessário conhecer duas variáveis: a posição e o tempo.
Um gráfico posição-tempo permite-nos identificar situações de repouso e de movimento desse corpo:


De acordo com o gráfico:
-> até aos 10 segundos as posições do corpo variam - corpo em movimento;
-> no intervalo de tempo [10;20]s, a posição do corpo é sempre a mesma - corpo em repouso;
-> no intervalo de tempo [20;30]s, a posição do corpo varia - corpo em movimento.



Distância percorrida e deslocamento

Quando vamos de um local A para um local B podemos seguir diferentes trajetórias. A distância percorrida seguindo diferentes trajetória é, normalmente, diferente, no entanto, o deslocamento efetuado é sempre o mesmo.



















NOTA: 
Quando um corpo se move numa trajetória retilínea e sempre no mesmo sentido, a distância tem o mesmo valor que o deslocamento.

Rapidez e Velocidade



















EXERCÍCIOS:
1. Um taxista transporta dois passageiros da cidade X para a cidade Y. Efetua depois o regresso à cidade X, já sozinho, seguindo a mesma estrada. A distância medida em linha reta entre as duas cidades é de 30 km.

Classifica cada uma das afirmações seguintes como verdadeira ou falsa:
A- A distância percorrida pelo táxi na viagem de ida foi de 30 km;
B- O valor do deslocamento do táxi após o regresso à cidade X foi de 44 km;
C- A distância percorrida na viagem de ida e volt foi de 44 km;
D- O vetor deslocamento na viagem de ida tem sentido de X para Y e o seu valor é 22 km.

2. Na tabela ao lado, estão representadas as posições ocupadas, por um atleta, em diferentes instantes de tempo.
Calcula o valor da rapidez média nesta corrida:
A- durante os 20 segundos
B- nos primeiros 8 segundos
C- no intervalo de tempo [4;8]s

3. Um automóvel percorreu, com movimento uniforme, 5 km de uma estrada retilínea, durante 3 minutos.
3.1. Calcula o valor da velocidade do movimento em m/s.
3.2. Caracteriza o vetor velocidade em qualquer ponto deste percurso.


CORREÇÃO DOS EXERCÍCIOS:
1. A- F
    B- F
    C- F
    D- V
2.
   A- 100/20 = 5 m/s
   B- 22/8 = 2,75 m/s
   C- 14/4 = 3,5 m/s

3.
3.1. d = 5km; d = 5000m
       t = 3 min; t = 180s
       v = s/t; v = 5000/180 = 27,8 m/s
3.2. Direção -> horizontal
       Sentido -> da esquerda para a direita
       Valor -> 27,8 m/s