Aula 1- Física

Aula de Felipe Martins

 

Começaremos nosso estudo da física pelo mais simples, o movimento de corpos pelo espaço.

Movimento Retilíneo Uniforme

O caso mais simples de movimento é aquele onde a velocidade é constante, nesse caso chamamos-o de Movimento Retilíneo Uniforme. Chamando de \Delta S o espaço percorrido e, \Delta t um intervalo de tempo decorrido temos:

\Delta S=V\Delta t

Com esta relação podemos, por exemplo, calcular onde o corpo se encontrará num tempo qualquer já que \Delta S=S_f-S_i, onde S_f é a posição final e S_i é a posição inicial. Temos:

S_f=S_i+Vt (1)

Observação: É necessário colocar o tempo em horas se a velocidade está em quilômetros por hora, ou se a velocidade está em unidade de distância por minuto colocar o tempo em minutos e assim em diante! Dessa forma a unidade de distância da velocidade será a mesma da do espaço percorrido.

Da equação (1) tiramos que a velocidade usada em um percurso é:

V=\frac{\Delta S}{\Delta t}

Pense agora, como que calculamos a velocidade média de um trajeto? Isso mesmo, usando média aritimética!

V_{\text{media}}=\frac{V_1\Delta t_1+V_2\Delta t_2+...+V_n\Delta t_n}{\Delta t_1+\Delta t_2+...+\Delta t_n}

Assim, usando a equação (1) e como a soma dos intervalos temporais é o intervalo temporal total, temos:

V_{media}=\frac{\Delta S_1+\Delta S_2+...+\Delta S_n}{\Delta t_{total}}

V_{media}=\frac{\Delta S_{total}}{\Delta t_{total}}

Perceba que mesmo que a velocidade mude durante o percurso existe uma velocidade com a qual teríamos percorrido a mesma distância no mesmo tempo!

Movimento Retilíneo Uniformemente Variado

Chamamos a mudança da velocidade de aceleração a. Perceba que a presença de um \Delta visa indicar uma mudança, variação da grandeza depois deste símbolo.

a=\frac{\Delta V}{\Delta t}

Fazemos, estabeleçendo o valor inicial do tempo como zero:

V_f-V_i=at

V_f=V_i+at (2)

Esta equação por si só já é bastante útil, porém ainda devemos descobrir a relação entre o espaço e a aceleração. Para isso temos o seguinte gráfico de velocidade por tempo:

grafico-velocidade-tempo

Veja que a área destacada é igual ao deslocamento, para perceber basta calcular a área e comparar com o espaço que seria percorrido pela velocidade média V_m=\frac{1}{2}(V_f+V_i).

Temos então:

\Delta S=\frac{1}{2}(V_i+V_f)t

Substituindo (2) na equação anterior e desenvolvendo:

\Delta S=V_i t+\frac{1}{2}at^2

Logo, finalmente temos a expressão para a posição final:

S_f=S_i+V_i t+\frac{1}{2}at^2

As equações onde temos o espaço em função do tempo são chamadas de equações horárias do movimento.\\

Pela aula de hoje é só, até a próxima aula. Treine com os seguintes problemas:

Questão Iniciante Semana 3 - Solução

Questão Iniciante Semana 13 - Solução

Questão Iniciante Semana 15 - Solução

Questão Intermediária Semana 7 - Solução

Questão Intermediária Semana 11 - Solução