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Física
Física (do grego antigo: φύσις - physis "natureza") é a ciência que estuda a natureza e
seus fenômenos em seus aspectos mais gerais.
A Física, de um modo geral, está presente em todas as atividades do homem.
O estudo da física surge por necessidades, desde a antiguidade (por volta de 4000 a.C.)
com a formação das grandes civilizações. O estudo da física e a evolução de ideias
científicas surgem de necessidades materiais, ideologias e práticas de mercado, esta
ultima sendo um dos principais fatores da evolução científica.
Com isso surgiram os seguintes ramos da física:
Mecânica – estuda o movimento e suas causas;
Termologia – estuda o calor;
Ondas / Acústica – estuda o som, ondas sonoras;
Óptica – estuda a luz;
Eletromagnetismo – estuda a eletricidade e o magnetismo;
Física moderna – estuda tudo relacionado à física após 1900.
Grandeza física é tudo aquilo que envolve medidas, ou seja, que pode ser medido.
Para medir qualquer grandeza precisamos compará-la com outra de mesma espécie,
tomada como padrão. As unidades padrões de comprimento, massa e tempo, no Sistema
Internacional de Unidades (S.I.), são:
Sistema Internacional de Medida (S.I.)
Grandeza
Unidade
Símbolo
Comprimento
Metro
m
Massa
Quilograma
kg
Tempo
Segundo
S
Velocidade
Metro/Segundo
Aceleração
Força
2
Metro/segundo
Newton
m/s
m/s2
N
Conversão de unidades
Medidas de tempo:
1 min = 60 s
1 h = 60 min = 60 * 60 s = 3600 s
1 dia = 24 h = 24 * 3600 s = 86.400 s
Cinemática: parte da mecânica que descreve os movimentos.
Referencial: o corpo em relação ao qual se identifica se o móvel em estudo está em
movimento ou em repouso.
Movimento de um corpo: Um corpo material está em movimento em relação a um
determinado referencial quando sua posição, nesse referencial, varia no decurso do
tempo e está em repouso quando sua posição, nesse referencial, não varia no decurso
do tempo.
A distância percorrida (ou espaço percorrido) é a medida sobre a trajetória descrita no
movimento; o seu valor depende da trajetória.
Deslocamento de um corpo: é dado simbolicamente como ∆S = S1 – S0, que é o espaço
total percorrido por um corpo durante a trajetória de seu movimento.
Tempo decorrido: é o tempo total que decorrido durante o movimento de um corpo
em sua trajetória, ou seja, ∆t = t1 - t0.
Velocidade escalar média: é definida pela relação entre o deslocamento de um corpo
e o tempo decorrido durante sua trajetória. Temos que:
Vm = ∆S/∆t
Ou seja, velocidade média é igual ao espaço percorrido dividido pelo tempo decorrido
durante sua trajetória.
Movimento progressivo: é o movimento em que o móvel caminha a favor da
orientação positiva da trajetória.
Movimento retrógrado: é o movimento em que o móvel caminha contra a orientação
positiva da trajetória.
M.U. - Movimento Uniforme: Movimento que possui velocidade escalar constante em
toda a sua trajetória (e diferente de zero).
Ou seja: V = Vm = ∆S/∆t = constante ≠ 0.
Função horária (M.U.): expressão que permite obter o valor do espaço num instante
qualquer do movimento.
S = S0 + V 0 * T
S: Espaço total percorrido
S0: Espaço inicial
V0: Velocidade inicial
T: Tempo
Aceleração: Variação da velocidade com o passar do tempo.
Quando precisamos encontrar um valor que represente a aceleração em todo o
percurso, recorremos a aceleração média am.
am = ∆V/∆t
am: Aceleração média
∆V: Variação da velocidade
∆t: Variação do tempo decorrido
* No movimento uniforme a velocidade não varia e a aceleração é igual à zero.
M.U.V. Movimento Uniformemente Variado: neste movimento, a velocidade varia
uniformemente, sendo a aceleração constante e diferente de zero. No movimento
variado, a velocidade escalar varia de acordo com a equação:
V = V0 + a * t
V: Velocidade final
V0: Velocidade inicial
a: Aceleração
t: Tempo
Equação de Torricelli: Possibilidade de calcular a velocidade final de um corpo em
M.U.V. sem ter conhecimento do tempo decorrido.
V2=V02 + 2 * a * ∆S
V: Velocidade Final
V0: Velocidade Inicial
a: Aceleração
∆S: Variação do espaço
Movimento acelerado: quando a variação da velocidade é positiva, o módulo da
velocidade escalar aumenta no decurso do tempo.
Movimento retardado: quando a variação da velocidade é negativa, o módulo da
velocidade escalar diminui no decurso do tempo.
Função horária (M.U.V.): expressão que permite obter o valor do espaço num instante
qualquer do movimento.
S = S0 + V0 * t + (a/2) * t2
S: Espaço total percorrido
S0: Espaço inicial
V0: Velocidade inicial
t: Tempo
a: Aceleração
Exemplo: Um corpo parte do repouso com velocidade inicial (V0) de 0 m/s partindo de
seu referencial inicial S0 = 50 m e aceleração de 5 m/s2. Encontre a posição do corpo
durante os 4 segundos iniciais do movimento.
Temos que S = S0 + V0 * T + (a/2) * t2, assim:
S (0) = 50 + 0 * 0 + 5/2 * 02 = 50 metros
S (1) = 50 + 0 * 1 + 5/2 * 12 = 52,5 metros
S (2) = 50 + 0 * 2 + 5/2 * 22 = 60 metros
S (3) = 50 + 0 * 3 + 5/2 * 32 = 72,5 metros
S (4) = 50 + 0 * 4 + 5/2 * 42 = 90 metros