Fisica movimento de velocidade constante

Quando uma partícula executa um movimento com velocidade constante em relação a um determinado referencial, dizemos que ela está em movimento uniforme (MU). Isso significa dizer que o objeto móvel percorre distâncias iguais para intervalos de tempos iguais. Nesse tipo de movimento, apenas o espaço percorrido sofre variação no tempo.

Vejamos um exemplo:

Suponha que você esteja viajando por uma estrada a uma velocidade média de 100 km/h. Na primeira hora, você percorrerá a distância de 100 km; ao passar duas horas, já terá percorrido 200 km; na terceira hora, 300 km e assim por diante. Como você pode ver, a cada hora que passou, 100 km foram percorridos.

Função horária da posição no MU

No movimento uniforme, apenas a posição varia com o tempo, vejamos agora como podemos calcular a posição de uma determinada partícula:

Uma partícula com velocidade v ocupa a posição x0 no tempo t0. No instante t, a partícula ocupa a posição x. Observe a figura:

Partícula deslocando-se com velocidade constante

A velocidade da partícula é calculada pela razão entre a variação das posições e a variação do tempo.

Sendo:

Δx = x – x0 , ou seja, a variação da posição;

Δt = t – t0, a variação do tempo.

A partir das igualdades descritas acima, podemos calcular a velocidade da partícula com a seguinte equação:

A partir dessa equação, podemos encontrar o valor da posição para qualquer intervalo de tempo em função da velocidade, apenas isolando o valor de x:

x = x0 + v (t – t0)

A função acima é chamada de função horária da posição.

Gráfico do Movimento Uniforme

Apesar da função horária da posição fornecer informações precisas para descrever o movimento, os gráficos permitem uma melhor visualização da variação das grandezas envolvidas. Para o MU, podemos obter dois gráficos:

* Gráfico da posição em função do tempo

Como a função da posição em função do tempo é do primeiro grau em t, o seu gráfico será uma reta:

O gráfico da posição em função do tempo é uma reta

O coeficiente angular da reta é calculado pela divisão entre a variação dos valores de y e os de x. Aplicando essa regra no gráfico acima, chegamos à expressão:

Essa equação coincide com a da velocidade citada anteriormente, assim, podemos concluir que a velocidade é o coeficiente angular do gráfico.

* Gráfico da velocidade em função do tempo (v x t)

Como a velocidade é constante, o gráfico será uma reta paralela ao eixo do tempo:

O gráfico da velocidade em função do tempo é uma reta paralela ao eixo do tempo

De acordo com esse gráfico, para qualquer intervalo de tempo, o valor da velocidade será o mesmo.

A partir desse gráfico, é possível calcular o valor da distância percorrida pela partícula, para isso basta calcular a área do gráfico:

A área do retângulo formada pelo gráfico corresponde ao deslocamento da partícula

Impulso e quantidade de movimento.

Impulso é a grandeza física que relaciona a força que atua sobre um corpo e o intervalo de tempo que ela atua sobre o mesmo. Imagine a situação ilustrada abaixo,onde se tem a atuação de uma força constante durante um determinado intervalo de tempo, Δt = tf – ti, sobre um bloco de massa m.

Força sobre um bloco de massa m

O produto dessa força constante pelo intervalo de tempo de aplicação da mesma é chamado de Impulso, e é representado pela letra I. O impulso é uma grandeza vetorial, possui módulo, direção e sentido. Em módulo, a equação que determina o impulso pode ser escrita da seguinte forma:

I = F. Δt

No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade do impulso é o newton vezes segundo N.s. Quantidade de Movimento Imagine um corpo de massa m, que num determinado instante t possua velocidade V, por definição a quantidade de movimento é o produto entre essas duas grandezas, massa e velocidade. Como a velocidade é uma grandeza vetorial, por consequência a quantidade de movimento também é, e em módulo ela pode ser vista da seguinte forma:

Q = m. V

A unidade de quantidade de movimento no Sistema Internacional de Unidades é o kg. m/s.

Teorema Impulso – Quantidade de Movimento O teorema do impulso – quantidade de movimento diz que o impulso da resultante das forças que atuam sobre um corpo, num determinado intervalo de tempo, é igual à variação da quantidade de movimento do corpo no mesmo intervalo de tempo, matematicamente fica:

I = Qf - Qi

Onde Qf é a quantidade de movimento final e Qi é a quantidade de movimento inicial.

Leis de Newton

As leis de Newton constituem os três pilares fundamentais do que chamamos Mecânica Clássica, que justamente por isso também é conhecida por Mecânica Newtoniana.

1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia

* Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da curva, isto dá a impressão que se está sendo "jogado" para o lado contrário à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente a trajetória.

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