Física: Cinemática

Cartões · 55

Ponto material

Corpo cujas dimensões não interferem no estudo do movimento observado.

Corpo extenso

Corpo cujas dimensões são relevantes para a análise do movimento.

Referencial

Corpo ou sistema de eixos em relação ao qual se determina a posição de um móvel.

Trajetória

Linha geométrica descrita pelas sucessivas posições ocupadas por um móvel ao longo do tempo.

Deslocamento escalar (ΔS)

Diferença entre a posição final e a posição inicial: ΔS = S - S0.

Distância percorrida

Comprimento total da trajetória percorrida pelo móvel, sempre positivo ou nulo.

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 de km/h para m/s

Divide-se o valor em km/h por 3,6.

Conversão de m/s para km/h

Multiplica-se o valor em m/s por 3,6.

Movimento progressivo

Movimento no qual o corpo se desloca no mesmo sentido da orientação da trajetória (V > 0).

Movimento retrógrado

Movimento no qual o corpo se desloca em sentido contrário ao da trajetória (V < 0).

Movimento uniforme (MU)

Movimento com velocidade escalar constante e diferente de zero, tendo aceleração nula.

Função horária da posição no MU

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

Gráfico S x t no MU

Reta inclinada cuja inclinação representa numericamente a velocidade escalar.

Gráfico V x t no MU

Reta paralela ao eixo do tempo; a área sob o gráfico equivale numericamente a ΔS.

Aceleração escalar média (am)

Razão entre a variação de velocidade e o intervalo de tempo: am = ΔV / Δt.

Unidade de aceleração no SI

Metro por segundo ao quadrado (m/s²).

Movimento acelerado

Movimento em que o módulo da velocidade aumenta ao longo do tempo (V e a têm mesmo sinal).

Movimento retardado

Movimento em que o módulo da velocidade diminui ao longo do tempo (V e a têm sinais opostos).

Movimento uniformemente variado (MUV)

Movimento cuja aceleração escalar instantânea é constante e diferente de zero.

Função horária da velocidade no MUV

V = V0 + a * t (onde V é a velocidade final, V0 a inicial e a a aceleração).

Função horária da posição no MUV

S = S0 + V0 * t + (a * t²) / 2.

Equação de Torricelli

V² = V0² + 2 * a * ΔS (usada quando o tempo não é informado nem solicitado).

Velocidade escalar média no MUV

Média aritmética das velocidades instantâneas: Vm = (V0 + V) / 2.

Gráfico a x t no MUV

Reta paralela ao eixo dos tempos; a área sob o gráfico equivale numericamente a ΔV.

Gráfico V x t no MUV

Reta inclinada cuja inclinação fornece o valor numérico da aceleração escalar.

Gráfico S x t no MUV

Parábola cuja concavidade depende do sinal da aceleração (para cima se a > 0).

Queda livre

MUV vertical sob ação exclusiva da gravidade, com velocidade inicial nula (V0 = 0).

Tempo de queda na queda livre

t = raiz quadrada de (2 * h / g).

Velocidade de impacto na queda livre

V = raiz quadrada de (2 * g * h).

Lançamento vertical para cima

Movimento retardado na subida e acelerado na descida, com aceleração g voltada para baixo.

Altura máxima no lançamento vertical

h_max = V0² / (2 * g), atingida quando a velocidade instantânea se anula (V = 0).

Tempo de subida no lançamento vertical

t_subida = V0 / g.

Tempo total de voo no lançamento vertical

t_total = 2 * V0 / g (considerando ponto de partida e chegada no mesmo nível).

Período (T) no MCU

Intervalo de tempo necessário para o móvel completar uma volta inteira.

Frequência (f) no MCU

Número de voltas ou ciclos completados em uma unidade de tempo: f = 1 / T.

Unidade de frequência no SI

Hertz (Hz), equivalente a 1 ciclo por segundo.

Velocidade angular média (ω)

Razão entre o deslocamento angular e o tempo: ω = Δθ / Δt = 2 * π / T = 2 * π * f.

Unidade de velocidade angular no SI

Radiano por segundo (rad/s).

Relação linear-angular de velocidade

v = ω * R (onde v é a velocidade escalar linear e R o raio da trajetória).

Aceleração centrípeta (acp)

Aceleração que muda a direção do vetor velocidade: acp = v² / R = ω² * R.

Aceleração tangencial (at)

Componente da aceleração associada à variação do módulo do vetor velocidade.

Aceleração vetorial resultante (a_res)

Soma vetorial das componentes tangencial e centrípeta: a² = at² + acp².

Função horária angular no MCU

θ = θ0 + ω * t.

Acoplamento por correia ou contato

Polias ligadas por correia ou engrenagens têm a mesma velocidade linear periférica (v1 = v2).

Acoplamento coaxial

Polias fixadas no mesmo eixo giram juntas, possuindo a mesma velocidade angular (ω1 = ω2).

Lançamento horizontal: eixo X

Movimento retilíneo uniforme com velocidade constante Vx = V0.

Lançamento horizontal: eixo Y

Queda livre acelerada pela gravidade com velocidade inicial vertical Vy0 = 0.

Alcance no lançamento horizontal

A = Vx * t_queda, onde t_queda depende apenas da altura vertical inicial.

Decomposição de V0 no lançamento oblíquo

V0x = V0 * cos(θ) e V0y = V0 * sen(θ).

Alcance máximo no lançamento oblíquo

Obtido teoricamente com ângulo de lançamento θ = 45° em terreno plano.

Fórmula do alcance oblíquo horizontal

A = (V0² * sen(2θ)) / g.

Altura máxima no lançamento oblíquo

H = (V0y)² / (2 * g) = (V0² * sen²(θ)) / (2 * g).

Velocidade no topo do lançamento oblíquo

V = Vx = V0 * cos(θ), pois Vy se anula momentaneamente no vértice.