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Professora Bruna FÍSICA A Aula 13 – Aceleração escalar média – classificação dos movimentos Página - 181 Professora Bruna PARA COMEÇAR Você sabe o que é um porta-aviões? Você sabia que a pista de um porta-aviões tem cerca de 100 metros de comprimento, enquanto a pista de um aeroporto convencional tem mais de 2000m? Professora Bruna PARA COMEÇAR Como é possível que um avião, que precisa atingir uma velocidade de pelo menos 72m/s consiga decolar sem cair no mar numa pista desse comprimento? Como é possível que um avião que consiga reduzir a zero uma velocidade aproximada de pelo menos 72m/s nessa pista? Vamos procurar definir uma grandeza física capaz de nos responder a estas perguntas e caracterizar estes movimentos. Professora Bruna ACELERAÇÃO Como já vimos anteriormente, não é muito comum um tipo de movimento em que a velocidade se mantém constante durante todo seu percurso (ou intervalo de tempo). O mais comum é que essa velocidade varie durante o movimento. A aceleração é definida como a rapidez com que varia a velocidade de um corpo um movimento. Ou seja, a aceleração de um corpo é definida como a taxa de variação da velocidade deste corpo durante um determinado intervalo de tempo. Professora Bruna ACELERAÇÃO No entanto, essa taxa pode representar uma variação negativa de velocidade, como por exemplo, um carro que diminui sua velocidade numa estrada para fazer uma curva, como também pode representar uma variação positiva de velocidade, como por exemplo, um carro que passa a aumentar sua velocidade em uma estrada para fazer uma ultrapassagem. Para estabelecer a diferença entre esses dois tipos de aceleração, estabelecemos uma nova grandeza física, a aceleração escalar média. Professora Bruna ACELERAÇÃO ESCALAR MÉDIA A aceleração escalar média define o quanto e como variou a velocidade de um corpo em movimento, através da expressão: 𝑎𝑚 ∆𝑣 𝑣 − 𝑣0 = = ∆𝑡 𝑡 − 𝑡𝑜 Professora Bruna UNIDADE DE ACELERAÇÃO No SI, a unidade de aceleração é m/s²: 𝑎𝑚 𝑚 ∆𝑣 𝑚 1 𝑚 𝑠 = = = . = 2 ∆𝑡 𝑠 𝑠 𝑠 𝑠 Também pode ser dada pela divisão de qualquer outra unidade de velocidade por unidade de tempo. Exemplos: km/h², m/h², km/s², etc. Professora Bruna CLASSIFICAÇÃO DOS MOVIMENTOS Com base nas informações de velocidade e aceleração de um corpo podemos classificar seu movimento em dois tipos: Movimento Acelerado. Movimento Retardado. Professora Bruna MOVIMENTO ACELERADO Se um carro viaja a 30m/s e aumenta sua velocidade para 40m/s, por exemplo, para fazer uma ultrapassagem, a velocidade deste automóvel sofreu uma variação positiva: ∆𝑣 = 𝑣 − 𝑣0 = 40 − 30 = +10 Em outras palavras, o módulo da velocidade aumentou. Quando o módulo da velocidade aumenta, ou seja, quando temos uma variação positiva de velocidade, classificamos o movimento como Movimento Acelerado. Professora Bruna MOVIMENTO RETARDADO Se um carro viaja a 30m/s e diminui sua velocidade para 20 m/s, por exemplo para fazer uma curva, a velocidade deste automóvel sofreu uma variação negativa: ∆𝑣 = 𝑣 − 𝑣0 = 20 − 30 = −10 Em outras palavras, o módulo da velocidade diminuiu. Quando o módulo da velocidade diminui, ou seja, quando temos uma variação negativa de velocidade, classificamos o movimento como Movimento Retardado. Professora Bruna O GRÁFICO V X T No gráfico abaixo, podemos visualizar que o módulo da velocidade escalar aumenta de 20km/h para 40 km/h e posteriormente para 60km/h, ou seja, conforme o tempo passa, o módulo da velocidade aumenta, a aceleração é positiva, assim como a velocidade, portanto temos um movimento acelerado. pág. 185 Professora Bruna O GRÁFICO V X T No gráfico abaixo, podemos visualizar que o módulo da velocidade escalar diminui de 60km/h para 40 km/h e posteriormente para 20km/h, ou seja, conforme o tempo passa, o módulo da velocidade diminui, a aceleração é negativa e a velocidade é positiva portanto temos um movimento retardado. pág. 185 Professora Bruna CONCLUSÕES Para que o movimento seja acelerado: aceleração e velocidade devem ter mesmo sinal. Para que o movimento seja retardado: aceleração e velocidade devem ter sentidos opostos. Assim como nas aulas anteriores, podemos calcular o deslocamento escalar a partir da área compreendida entre a reta que descreve o movimento e o eixo do tempo. Professora Bruna FÍSICA A Exercícios de Aula Página - 182 Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 1 – (a) 1 AB 2 BC 2 AB Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 1 – (b) As distâncias sucessivas entre as bolinhas. Justificativa: Na figura 1, a distâncias entre as bolinhas eram todas iguais, o que indica que no mesmo intervalo de tempo percorreram distâncias iguais, e portanto a velocidade é constante. Já na figura 2, as distâncias entre as bolinhas no trecho AB vai diminuindo, o que indica que em intervalos de tempos iguais, as distâncias diminuíram como consequência da diminuição da velocidade, enquanto no trecho BC, as distâncias aumentaram, o que indica que em intervalos de tempos iguais, as distâncias aumentaram como consequência do aumento da velocidade. Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 2 – (a) No movimento acelerado, o módulo da velocidade aumenta, portanto temos o momento da decolagem. Nesta ocasião o avião sai do repouso ( 𝑣 = 0 ) e atinge uma velocidade 𝑣 = 72𝑚/𝑠, e para isso demora 2s. Portanto: 𝑎𝑚 𝑎𝑚 ∆𝑣 𝑣 − 𝑣0 = = ∆𝑡 𝑡 − 𝑡𝑜 72 − 0 72 = = = 36 𝑚/𝑠² 2−0 2 Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 2 – (b) No movimento retardado, o módulo da velocidade diminui, portanto temos o momento da aterrisagem. Nesta ocasião o avião chega com uma velocidade𝑣 = 72𝑚/𝑠, até chegar ao repouso (𝑣 = 0) e para isso demora 2s. Portanto: 𝑎𝑚 𝑎𝑚 = ∆𝑣 𝑣 − 𝑣0 = = ∆𝑡 𝑡 − 𝑡𝑜 0 − 72 −72 = = −36 𝑚/𝑠² 2−0 2 Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 3 – acelerado 0 12m/s 6m/s² uniforme 12m/s 12m/s 0 retardado 12m/s 0 - 6m/s² Professora Bruna EXERCÍCIOS DE AULA Exercício 4 – Acelerado – velocidade e aceleração devem possuir os mesmos sinais, ambos positivos ou ambos negativos. Retardado – velocidade e aceleração devem possuir sinais opostos, um positivo e outro negativo. Uniforme – no movimento uniforme não existe aceleração, ou seja, aceleração igual a zero.
