O documento discute conceitos fundamentais de cinemática, incluindo velocidade, velocidade média, velocidade instantânea e movimento uniforme. Também aborda unidades de medida de velocidade e como calcular velocidade média.

1. Física

2. Física do 1º Ano
Cinemática e seus Conceitos
Professor: Nemuel B. Morais

3. Velocidade
A velocidade de um corpo é dada pela relação entre
o deslocamento de um corpo em determinado
tempo.
Pode ser considerada a grandeza que mede o quão
rápido um corpo se desloca.
A análise da velocidade se divide em dois principais tópicos:
Velocidade Média e Velocidade Instantânea.
É considerada uma grandeza vetorial, ou seja, tem um módulo
(valor numérico), uma direção (Ex.: vertical, horizontal,...) e
um sentido (Ex.: para frente, para cima, ...).
Porém, para problemas elementares, onde há deslocamento
apenas em uma direção, o chamado movimento unidimensional,
convém tratá-la como um grandeza escalar (com apenar valor
numérico).

4. As unidades de velocidade comumente
adotadas são:
m/s (metro por segundo);
km/h (quilômetro por hora);
No Sistema Internacional (S.I.), a unidade
padrão de velocidade é o m/s. Por isso, é
importante saber efetuar a conversão entre
o
km/h e o m/s, que é dada pela seguinte
relação:

5. A partir daí, é possível extrair o seguinte fator
de conversão:

6. Velocidade Média
Indica o quão rápido um objeto se desloca em um
intervalo de tempo médio e é dada pela seguinte
razão:
Onde:
= Velocidade Média
= Intervalo do deslocamento [posição final – posição
inicial ( )]
= Intervalo de tempo [tempo final – tempo inicial ( )]

7. Um carro se desloca de Florianópolis – SC a Curitiba –
PR. Sabendo que a distância entre as duas cidades é
de 300 km e que o percurso iniciou as 7 horas e
terminou ao meio dia, calcule a velocidade média do
carro durante a viagem:
Solução:

8. = (posição final) – (posição inicial)
(300 km) – (0 km)
= 300 km
= (tempo final) – (tempo inicial)
= (12 h) – (7h)
=5h
Mas, se você quiser saber qual a velocidade em m/s, basta dividir
este resultado por 3,6 e terá:

9. Um carro se desloca de Florianópolis – SC a Curitiba –
PR. Sabendo que a distância entre as duas cidades é
de 200km e que o percurso iniciou as 6horas e
terminou às 8horas, calcule a velocidade média do
carro durante a viagem:
Solução:

10. Velocidade Instantânea
Sabendo o conceito de
velocidade média, você pode se
perguntar:
“Mas o automóvel precisa andar
todo o percurso a uma
velocidade de 60km/h?”

11. A resposta é não, pois a velocidade
média calcula a média da velocidade
durante o percurso (embora não seja
uma média ponderada, como por
exemplo, as médias de uma prova).

12. Então, a velocidade que o velocímetro do
carro mostra é a Velocidade Instantânea do
carro, ou seja, a velocidade que o carro está
no exato momento em que se olha para o
velocímetro.
A velocidade instantânea de um móvel será
encontrada quando se considerar um intervalo
de tempo ( ) infinitamente pequeno, ou seja,
quando o intervalo de tempo tender a zero ( ).

13. Movimento Uniforme
Quando um móvel se desloca com uma velocidade constante, diz
se que este móvel está em um movimento uniforme (MU).
Particularmente, no caso em que ele se desloca com uma
velocidade constante em trajetória reta, tem-se um movimento
retilíneo uniforme.
Uma observação importante é que, ao se deslocar com uma
velocidade constante, a velocidade instantânea deste corpo será
igual à velocidade média, pois não haverá variação na velocidade
em nenhum momento do percurso.
A equação horária do espaço pode ser demonstrada a partir da
fórmula de velocidade média.

15. Exercitando:
Um tiro é disparado contra um alvo preso a uma
grande parede capaz de refletir o som. O eco do
disparo é ouvido 2,5 segundos depois do momento do
golpe. Considerando a velocidade do som 340m/s,
qual deve ser a distância entre o atirador e a parede?

17. Aula de Física 02
Grandezas Físicas e Sistemas
de Unidades

18. É comum as pessoas confundirem a grandeza física
com a unidade física.
A medida de qualquer grandeza física é feita
tomando como comparação uma medida padrão que
é a unidade de medida.
Em qualquer estudo de um dado fenômeno, pesquisa
ou trabalho, qualquer que seja o grau de
complexidade, os resultados provenientes de uma
equação matemática que envolvem números
relacionados com alguma grandeza física, são
apresentados da seguinte forma:

19. Vamos analisar alguns exemplos comuns do
dia-a dia.
Exemplo
Numa corrida de fórmula 1, a velocidade
dos carros pode chegar a 300 km/h.

22.  O nosso mundo está sobre rodas. Sejam
carros, motos, trens, ônibus, bicicletas,
enfim, de uma forma ou de outra,
estamos todos em movimento. Isso sem
falar nos nossos próprios movimentos ao
caminharmos, nadarmos, corrermos. O
estudo dos movimentos é muito
importante.

24. Posição, deslocamento e distância percorrida.

25. Neste exemplo, claramente, a grandeza física
envolvida é a velocidade. É ela que nos indica a
rapidez do carro de corrida. A unidade usada para
a expressar a grandeza física foi o km/h. Mas você
poderia usar outras unidades para medir a mesma
grandeza física
Por exemplo, se você quiser medir a velocidade de um
caracol, não vai ser muito útil usar km/h porque um
caracol, como você sabe, anda muito devagar (6
mm/s). Nesse caso, será mais adequado usar a
unidade em cm/s.

27. Existem outras unidades para se medir a grandeza
física velocidade, por exemplo: metro por segundo
(m/s), centímetro por segundo (cm/s), milha por
hora, (mi/h).
Exemplo
O seu organismo demora de 6 a 8h (seis a oito horas)
para digerir um prato de feijoada. Já o tempo de
digestão das proteínas (carnes, ovos, leite e
derivados, leguminosas) é de 4 horas e dos
carboidratos (batata, raízes, cereais, massas e
farináceos), 3 horas.

28. A grandeza física usada aqui é o tempo, e a unidade
usada foi a hora. Existem outras unidades usadas
para representar o tempo (segundo, minuto, dia, ano,
século,etc).
Quando mede o tamanho de uma sala e usa uma fita
métrica, você está determinando quantas fitas
métricas colocadas uma em seguida da outra você
precisa para ir de uma ponta a outra da sala. Aqui a
grandeza física que você mede é o comprimento.
Quando mede quantos litros de água um balde pode
conter, você está medindo a grandeza física volume.

29. Vá a apostila do 1º aprender Aula 04 Pág231

30. Análise dimensional

31. As três grandezas fundamentais comprimento, massa
e tempo estão intimamente associadas à ideia de
dimensão, dimensão de comprimento L, dimensão
de massa M e dimensão de tempo T.
Mais tarde, quando estiver estudando
Termodinâmica, você verá que essa afirmação será
re-considerada, mas por enquanto, na Mecânica,
ela é perfeitamente válida.

32. A análise dimensional é muito importante. Através
dela você poderá conferir se a solução de um
problema está correta apenas pela lógica das
unidades.
Imagine que você está resolvendo um exercício
aonde você deve calcular a velocidade de um
móvel. Logicamente a resposta para esse problema
deverá ser dada em km/h ou m/s ou ainda cm/s, já
que se trata de velocidade.
Se, ao fazer a análise dimensional da sua resposta,
você encontrar uma unidade de m, ou km ou cm,
algum erro você deve ter cometido.

33. Vetores e Escalares;
Características de um Vetor

34. Quem é que nunca sonhou encontrar um antigo mapa de
tesouro? “ Depois do lago, ande 20 passos na direção NE,
depois pegue a trilha à esquerda até chegar ao Morro da
Caveira. Ande mais 40 passos à NO. Você chegou ao tesouro!”
Veja que não basta o número de passos, é preciso saber também
a direção em que deve caminhar para chegar ao local do
tesouro. Você precisa ter a orientação completa: O valor do
deslocamento e orientação completa dele.

35. PRIMEIRO APRENDER
AULAS 25, 26, 27, 28, 29

36. MOVIMENTO RETILÍNEO
UNIFORME

37. MOVIMENTO RETILÍNEO
UNIFORME

38. MOVIMENTO UNIFORMEMENTE
VARIADO

39. MOVIMENTO UNIFORMEMENTE
VARIADO
(desacelerado)

40. MOVIMENTO UNIFORMEMENTE
VARIADO
Envolvendo Gravidade (Queda livre)

41. MOVIMENTO UNIFORMEMENTE
VARIADO
Envolvendo Gravidade (Queda livre)

42. MOVIMENTO bidimensional

43. MOVIMENTO de projéteis

44. MOVIMENTO de projéteis

45. MOVIMENTO de circular
uniforme

46. MOVIMENTO de circular
uniforme

47. MOVIMENTO de circular
uniforme

48. MOVIMENTO de circular
uniforme

49. Dinâmica – lei da inércia

50. Dinâmica – lei da inércia

51. Dinâmica
definição operacional de
força

52. Dinâmica
definição operacional de
força

53. Dinâmica
definição operacional de
força

54. Dinâmica
definição operacional de
força