Um corpo pode encontrar-se em movimento ou em repouso, em relação a um determinado referencial (onde se encontra o observador). Diz-se que um corpo está em movimento, em relação a um referencial, quando a posição do corpo se altera, ao longo do tempo.
Diz-se que um corpo está em repouso, em relação a um referencial, quando a posição do corpo não se altera, ao longo do tempo
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| Figura 1 |
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Muitas situações do dia a dia permitem concluir que o estado de repouso e de movimento de um corpo é sempre relativo.
Assim, na situação da figura 1 qualquer passageiro do comboio sentado no seu lugar:
- Está em repouso, por exemplo, relativamente ao condutor do comboio pois, à medida que o tempo decorre, a posição do passageiro em relação ao condutor é a mesma.
- Está em movimento em relação aos carris pois, à medida que o tempo decorre, a posição do passageiro em relação a este referencial é sucessivamente diferente.
Através de um gráfico posição-tempo é possível identificar situações de repouso e de movimento de um corpo.
- Até aos 20 segundos as posições do corpo variam, sendo cada vez mais longe da origem das posições - o corpo está em movimento;
- No intervalo de tempo [20;30] s, a posição do corpo é sempre a mesma - o corpo está em repouso;
- A partir dos 30 segundos as posições do corpo variam de novo, sendo agora cada vez mais afastadas da origem das posições - o corpo volta a estar em movimento.
Distância percorrida e deslocamento:
Normalmente quando queremos ir de um local A para um local B, a pé, de carro ou por outro meio, podemos seguir "caminhos", ou seja, trajetórias diferentes. A distância percorrida seguindo diferentes trajetórias é habitualmente diferente, no entanto, o deslocamento efectuado é sempre o mesmo.
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| Deslocamento e distância percorrida são grandezas físicas diferentes |
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A distância percorrida é uma grandeza escalar, que se pode representar por d, corresponde à medida de todo o percurso efectuado sobre a trajetória.
O deslocamento é uma grandeza vectorial, isto é, representa-se por meio de um vector. Este vector parte do ponto onde se dá início ao movimento e termina no ponto onde acaba o movimento.
Rapidez e Velociade :
A rapidez média, rm, é uma grandeza escalar que corresponde á distância percorrida, em média, em cada unidade de tempo.
Calcula-se dividindo a distância percorrida pelo tempo, t, gasto no percurso:
No Sistema Internacional de Unidades, a rapidez média experimem-se em metros por segundo, m/s.
A Velocidade tem, em Física, um significado bem preciso, diferente do que tem na linguagem do nosso dia-a-dia. A velocidade é uma grandeza vetorial caracterizada por direção, sentido e ponto de aplicação, além de intensidade. Representa-se, em cada instante, por um vetor - vetor velocidade,
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| Movimento Retílineo |
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| Movimento Curvilíneo |
A direção do vetor velocidade é:
- a direção da trajetória, no caso do movimento retílineo;
- a direção da tangente á trajetória, se o movimento é curvilíneo.
O sentido do vetor velocidade é o do movimento
O ponto de aplicação coincide com a posição ocupada pelo corpo no instante considerado.
A intensidade é indicada pelo comprimento do vetor velocidade na escala considerada e corresponde à rapidez do movimento em cada instante e posição.
O valor da velocidade corresponde á intensidade associada ao sinal positivo ou negativo.
Movimento uniforme:
Diz-se que o movimento de um corpo é uniforme quando o valor da velocidade se mantém constante. Esta classificação nada tem a ver com o tipo de trajetória; por isso; há movimentos uniformes retilíneos e curvilíneos.
Movimento retilíneo uniforme
No movimento uniforme, a distância percorrida uma distância dupla; no triplo do tempo é percorrida uma distância tripla e assim sucessivamente. No movimento uniforme, o valor da velocidade instantânea é igual à rapidez média
Gráficos distância percorrida-tempo e velocidade-tempo para o movimento uniforme:
O gráfico que representa a distância percorrida em função do tempo gasto no percurso é uma linha reta, com uma certa inclinação, que passa pela origem das coordenadas, porque as duas grandezas são diretamente proporcionais.
A inclinação da reta corresponde ao valor da velocidade.
O gráfico que representa a velocidade do corpo em função do tempo é uma linha reta paralela ao eixo das abcissas, porque o valor da velocidade é constante.
Cálculo da distância percorrida com movimento uniforme:
Se reparares bem, este produto corresponde à área do retângulo cujos "lados" são:
v= 20 m/s e t = 4s, assinalada a amarelo no gráfico velocidade-tempo da figura 2.
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| Fig. 2 |
Movimento uniformemente variado:
Quando o valor da velocidade aumenta, o movimento é acelerado, quando a velocidade diminui, o movimento é retardado.
Se o valor da velocidade aumenta sempre do mesmo modo à medida que o tempo decorre, diz-se que o movimento é uniformemente acelerado.
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| Movimento uniformemente acelerado |
Se o valor da velocidade diminui sempre do mesmo modo à medida que o tempo decorre, o movimento é uniformemente retardado.
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| Movimento uniformemente retardado |
Gráficos velocidade-tempo para movimentos uniformemente variados:
Se o movimento é uniformemente acelerado, o gráfico que representa o valor da velocidade em função do tempo é um linha ascendente. A linha só passa pela origem dos eixos coordenadas se o corpo inicia este movimento a partir do repouso.
Se o movimento é uniformemente retardado, o gráfico que representa o valor da velocidade em função do tempo é um linha reta descendente. A linha parte do valor da velocidade do corpo no ínicio do movimento e só atinge o valor zero se o corpo ficar em repouso.
Cálculo da distância percorrida com movimento variado :
Velocidade e distância de segurança
O tempo que um condutor demora a atuar, quando se apercebe de um obstáculo, chama-se tempo de reação e depende do condutor. O tempo de reação médio de condutores com reflexos normais é cerca de 0,7 s.
A distância percorrida pelo veículo durante o tempo de reação chama-se distância de reação.
Logo que que o condutor reage, trava, pelo que a velocidade do veículo diminui até se anular quando pára. O tempo necessário para o veículo parar chama-se tempo de travagem.
Durante o tempo de travagem, o veículo percorre com movimento retardado uma distância que se chama distância de travagem.
A soma das distâncias de reação e de travagem chama-se distância de segurança rodoviária.
Aceleração :
O que é a aceleração
A aceleração é a grandeza que nos indica como varia a velocidade à medida que o tempo decorre.
Como se calcula a aceleração
No Sistema Internacional de Unidades:
O valor da variação de velocidade exprime-se em metros por segundo, m/s.
Tal como a velocidade, também a aceleração média é uma grandeza vetorial.
