Física: Cinemática 2

Cartões · 52

Ponto material

Corpo cujas dimensões não interferem no estudo do movimento em um determinado referencial.

Corpo extenso

Corpo cujas dimensões são relevantes e não podem ser desprezadas na análise do movimento.

Referencial

Corpo ou sistema de eixos em relação ao qual se determina a posição e o estado de movimento de um objeto.

Trajetória

Linha geométrica descrita pelas sucessivas posições ocupadas por um móvel no decorrer do tempo.

Deslocamento escalar (ΔS)

Variação da posição do móvel ao longo da trajetória: ΔS = S final menos S inicial.

Distância percorrida

Comprimento total efetivamente percorrido ao longo do caminho, sempre positiva ou nula.

Velocidade escalar média (Vm)

Razão entre o deslocamento escalar e o intervalo de tempo: Vm = ΔS / Δt.

Unidade de velocidade no SI

Metro por segundo (m/s).

Conversão entre km/h e m/s

De km/h para m/s divide-se por 3,6; de m/s para km/h multiplica-se por 3,6.

Movimento uniforme (MU)

Movimento em que a velocidade escalar instantânea se mantém constante e diferente de zero.

Função horária da posição no MU

S = S0 + v * t, onde S0 é a posição inicial, v é a velocidade e t é o tempo.

Movimento progressivo

Movimento a favor da orientação da trajetória, no qual a velocidade é positiva (v > 0).

Movimento retrógrado

Movimento em sentido contrário à orientação da trajetória, no qual a velocidade é negativa (v < 0).

Aceleração escalar média (am)

Razão entre a variação da velocidade escalar e o tempo decorrido: am = Δv / Δt.

Unidade de aceleração no SI

Metro por segundo ao quadrado (m/s²).

Movimento uniformemente variado (MUV)

Movimento em que a aceleração escalar instantânea permanece constante e não nula.

Função horária da velocidade no MUV

v = v0 + a * t, onde v0 é a velocidade inicial e a é a aceleração.

Função horária da posição no MUV

S = S0 + v0 * t + (a * t²) / 2.

Equação de Torricelli

v² = v0² + 2 * a * ΔS, que relaciona velocidades e deslocamento sem depender explicitamente do tempo.

Velocidade média no MUV

Vm = (v0 + v) / 2, válida apenas para movimentos uniformemente variados.

Movimento acelerado

O módulo da velocidade aumenta ao longo do tempo; velocidade e aceleração têm o mesmo sinal.

Movimento retardado

O módulo da velocidade diminui ao longo do tempo; velocidade e aceleração têm sinais opostos.

Queda livre

MUV vertical sob ação exclusiva da gravidade, com velocidade inicial nula (v0 = 0).

Tempo de queda na queda livre (h)

t = raiz quadrada de (2 * h / g), desconsiderando a resistência do ar.

Velocidade ao tocar o solo na queda livre

v = raiz quadrada de (2 * g * h), partindo do repouso na altura h.

Lançamento vertical para cima: altura máxima

Hmax = v0² / (2 * g), ponto no qual a velocidade instantânea vertical se anula (v = 0).

Lançamento vertical para cima: tempo de subida

tsub = v0 / g, correspondente ao tempo até a velocidade atingir zero.

Simetria no lançamento vertical

O tempo de subida é igual ao tempo de descida para o mesmo nível horizontal.

Gráfico S x t no MU

Reta inclinada cuja inclinação representa a velocidade escalar do móvel.

Gráfico v x t no MU

Reta horizontal paralela ao eixo do tempo; a área sob o gráfico mede numericamente o deslocamento ΔS.

Gráfico v x t no MUV

Reta inclinada cuja inclinação representa a aceleração escalar do móvel.

Gráfico S x t no MUV

Parábola cuja concavidade indica o sinal da aceleração (para cima se a > 0, para baixo se a < 0).

Gráfico a x t no MUV

Reta horizontal paralela ao eixo dos tempos; a área sob o gráfico equivale à variação de velocidade Δv.

Vetor posição

Vetor que une a origem do referencial à posição ocupada pela partícula no espaço.

Vetor deslocamento (Δr)

Vetor que liga a posição inicial diretamente à posição final da partícula: Δr = r final menos r inicial.

Aceleração tangencial (at)

Componente da aceleração responsável por alterar o módulo da velocidade vetorial.

Aceleração centrípeta (ac)

Componente da aceleração responsável por alterar a direção da velocidade vetorial, sempre voltada ao centro.

Fórmula da aceleração centrípeta

ac = v² / R ou ac = ω² * R, onde v é velocidade linear, ω a angular e R o raio da curva.

Período (T)

Tempo necessário para um corpo completar uma volta completa ou ciclo em movimento periódico (unidade: s).

Frequência (f)

Número de voltas ou oscilações completadas por unidade de tempo; no SI é medida em Hertz (Hz = 1/s).

Relação entre período e frequência

f = 1 / T ou T = 1 / f.

Velocidade angular (ω)

Razão entre o deslocamento angular e o intervalo de tempo: ω = Δθ / Δt (unidade: rad/s).

Fórmula da velocidade angular no MCU

ω = 2 * π / T = 2 * π * f.

Relação entre velocidade linear e angular

v = ω * R, onde R é o raio da trajetória circular.

Movimento Circular Uniforme (MCU)

Movimento em trajetória circular com módulo de velocidade linear constante e aceleração tangencial nula.

Acoplamento de engrenagens por correia

Possuem mesma velocidade linear nos pontos de contato: v1 = v2, implicando ω1 * R1 = ω2 * R2.

Acoplamento de eixos coaxiais

Polias fixas no mesmo eixo giram juntas e compartilham a mesma velocidade angular: ω1 = ω2.

Lançamento horizontal: movimento em X

Movimento uniforme (MU) com velocidade horizontal constante: Vx = v0 e X = v0 * t.

Lançamento horizontal: movimento em Y

Movimento uniformemente variado (MUV) de queda livre: Vy = g * t e Y = (g * t²) / 2.

Lançamento oblíquo: componentes da velocidade inicial

v0x = v0 * cos(θ) no eixo horizontal e v0y = v0 * sen(θ) no eixo vertical.

Lançamento oblíquo: alcance horizontal máximo (A)

A = (v0² * sen(2θ)) / g, atingindo o maior valor quando o ângulo de tiro for 45 graus.

Velocidade relativa de afastamento/aproximação

Mesmo sentido: Vrel = |v1 - v2|; sentidos opostos: Vrel = v1 + v2.