Caderno
02
Cinemática:
conceitos básicos
Conteúdos
Trajetória, Ponto Material e Corpo Extenso, Repouso e Movimento, Espaço, Distância Percorrida e Deslocamento, Velocidade Média e Instantânea, e Aceleração Média e Instantânea.
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Do que se Trata?
...
Confira!
Estudamos as trajetórias dos objetos e as suas propriedades diferenciais, como velocidade e aceleração, para entender seu movimento e, a partir disso, fazer previsões de quão rápido ou quão distante a sua continuidade pode levar. A compreensão do movimento, no entanto, também é fundamental para entender outros conceitos da Física.
Essa é a temática da Cinemática, ramo da mecânica clássica que descreve os movimentos, sem considerar as forças que causam estes movimentos.
01
Um trem, uma composição ferroviária, é um transporte que consiste em um ou vários veículos ligados entre si, às vezes, com mais de quilômetro de extensão, que movimentam-se sobre trilhos, para transportarem pessoas ou cargas.
Sobre situações da Cinemática, considerando um trem com centenas de metros de comprimento, analise as situações propostas a seguir:
I. O trem não pode ser considerado um ponto material.
II. Quando as dimensões do trem são comparáveis às escalas envolvidas, considerado um corpo extenso, suas dimensões não podem ser desprezadas.
III. Para estimar o tempo para que o trem atravesse uma ponte, cujas dimensões são comparáveis às dimensões do trem, podemos desprezar o comprimento do trem, para simplificar o cálculo, que não produzirá uma diferença significativa na estimativa.
Dessa forma, está correto o que se afirma em:
a) I e III.
b) I e II.
c) II e III.
d) Apenas II.
e) Apenas III.
Resolução Comentada
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02
Em um filme, numa cena de perseguição de carros, em um instante retratado na figura, um agente secreto, no carro B, tenta capturar um criminoso famoso, no carro C, enquanto ambos fogem da polícia, no carro A, que busca detê-los.
Durante um período de tempo em que as velocidades dos 3 carros apresentados, em relação a um ponto fixo na estrada, se mantiveram constantes, foram feitas as afirmações:
I. Apesar da velocidade elevada, o carro B pode ser tomado como referencial, o ponto a partir do qual a situação é analisada.
II. Como está ficando ‘para trás’, o carro A está em repouso em relação ao carro B.
III. Se o criminoso no carro C atirar em direção ao carro B irá atingi-lo pois, o carro C está repouso em relação ao carro B.
Assim, com relação à situação apresentada, é correto o que se afirma em
a) I, apenas;
b) I e II, apenas;
c) I e III, apenas;
d) II e III, apenas;
e) I, II e III.
04
Quando um objeto entra em movimento, se soubermos a velocidade e posição iniciais, além da sua aceleração, podemos descobrir sua ‘Função Horária dos Espaços’, representada por x = ou s = ou s(t) = ou ainda x(t) =, uma ‘fórmula’ (função ou equação) que pode prever a posição do objeto após um tempo t. Cada movimento tem uma função horária diferente e pode ser fornecida na questão, como neste caso, mas que você também aprende a montá-las ao estudar Cinemática.
Vamos a uma aplicação:
Responda as questões a seguir apresentadas, para um objeto que tem função horária dos espaços dada por:
s = 20 + 40.t – 5.t
[com s em metros e t em segundos]
a) Quais as posições ocupadas pelo objeto após 2 s e após 4 s do início do movimento?
b) Qual foi seu deslocamento entre esses instantes, 2 e 4 s?
2
05
Agora vamos tratar de deslocamentos. Com relação aos estabelecimentos, e suas posições, na via comercial, o armazém (A), SA = -50 m, o banco (B), SB = 0, a agência dos correios (C), SC = 40 m, e a drogaria (D), SD = 70 m, determine o deslocamento (Δs) e a distância percorrida (d) nas situações seguintes:
a) Para ir de A até C;
b) Para ir de D até B;
c) Para ir de B até D e voltar a C.
06
Uma linha de ônibus circula diariamente por uma dada rodovia, com saída às 15 h do km 20 desta rodovia. Pelo seu itinerário, ele leva 1 h e 30 min até o km 100, onde permanece parado por 30 min. No último trecho, de apenas 1 h, o ônibus retorna ao km 80, seu ponto final.
No seu relatório de trabalho o motorista precisa preencher algumas informações. Supondo que o fez de forma correta, como ele deve ter respondido às questões:
a) Qual o horário de chegada ao ponto final?
b) Qual foi a velocidade média da viagem?
08
Uma empresa testa a duração das baterias de 3 diferentes modelos de carros. No entanto, os pilotos, desavisados, imprimem diferentes velocidades médias aos seus veículos. Considerando que, para essa faixa de velocidades, o maior deslocamento expresse a maior autonomia do modelo, apresentou(aram) o(s) maior(es) deslocamento(s) o(s) carro(s):
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 1 e 2.
e) 1 e 3.
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Com grande aceleração, na largada de uma corrida, um Fórmula 1 atinge, do repouso, mais de 200 Km/h, para, em seguida, com aceleração ainda maior, reduzir para algo próximo a 30 Km/h ao final da reta. Considere que o gráfico aponte a velocidade do carro de Fórmula 1, ao final de cada segundo, ao longo dessa reta de largada. Com base neste, determine a aceleração média do carro, em m/s2, nos dois intervalos, de aceleração e de desaceleração.
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No gráfico, representam-se as posições ocupadas por um corpo que se desloca numa trajetória retilínea, em função do tempo. Com base neste, sobre o valor da velocidade do corpo, considere as seguintes afirmativas:
I. aumenta no intervalo de 0 s a 10 s;
II. diminui no intervalo de 20 s a 30 s;
III. é constante e diferente de zero no intervalo de 10 s a 20 s;
IV. é maior no intervalo de 20 s a 30 s.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa III é verdadeira.
b) Somente a afirmativas IV é verdadeira.
c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
e) Todas as afirmativas são verdadeiras.
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