Física: Cinemática

Cartões · 50

Velocidade Média (Vm)

Vm = Δs / Δt. Razão entre o deslocamento escalar total e o intervalo de tempo decorrido.

Aceleração Escalar Média (am)

am = Δv / Δt. Taxa de variação da velocidade escalar em função do tempo.

Definição de MRU

Movimento Retilíneo Uniforme: trajetória em linha reta com velocidade vetorial constante (a = 0).

Função Horária da Posição no MRU

S = S0 + v*t. Aplica-se quando a velocidade escalar é constante e a aceleração é nula.

Movimento Progressivo vs. Retrógrado

Progressivo: o móvel caminha a favor da orientação da trajetória (v > 0). Retrógrado: contra a trajetória (v < 0).

Gráfico S x t no MRU

Reta inclinada cuja inclinação representa a velocidade escalar (v = tg θ).

Gráfico v x t no MRU

Reta horizontal paralela ao eixo t; a área sob o gráfico equivale numericamente ao deslocamento (Δs).

Velocidade Relativa (mesmo sentido)

v_rel = |vA - vB|. Aplica-se a móveis em mesma reta deslocando-se no mesmo sentido.

Velocidade Relativa (sentidos opostos)

v_rel = |vA| + |vB|. Aplica-se a móveis em mesma reta deslocando-se em sentidos opostos.

Definição de MRUV

Movimento Retilíneo Uniformemente Variado: trajetória reta com aceleração escalar constante e não nula.

Função Horária da Velocidade no MRUV

v = v0 + a*t. Usada para obter a velocidade em função do tempo quando a aceleração é constante.

Função Horária da Posição no MRUV

S = S0 + v0*t + (a*t²)/2. Usada para calcular a posição em qualquer instante sob aceleração constante.

Equação de Torricelli

v² = v0² + 2*a*Δs. Aplica-se no MRUV quando o tempo decorrido não é fornecido nem solicitado.

Velocidade Média no MRUV

Vm = (v0 + v) / 2. Média aritmética das velocidades inicial e final para um dado intervalo.

Movimento Acelerado vs. Retardado

Acelerado: velocidade e aceleração têm mesmo sinal (|v| cresce). Retardado: sinais opostos (|v| decresce).

Ponto de Inversão de Sentido no MRUV

Ocorre no instante em que a velocidade escalar se anula instantaneamente (v = 0).

Gráfico v x t no MRUV

Reta inclinada (a = tg θ). A área delimitada entre a reta e o eixo do tempo fornece o deslocamento Δs.

Gráfico S x t no MRUV

Parábola. Concavidade para cima indica a > 0; concavidade para baixo indica a < 0.

Queda Livre

MRUV vertical sem resistência do ar com v0 = 0 e aceleração igual à gravidade (a = g).

Tempo de Queda Livre

t_queda = √(2*h / g). Obtido da função horária da posição considerando v0 = 0.

Velocidade de Impacto na Queda Livre

v = √(2*g*h). Calculada via Torricelli para abandono a partir do repouso.

Lançamento Vertical para Cima: Altura Máxima

H_max = v0² / (2*g). Ocorre no ponto mais alto da trajetória onde v = 0.

Tempo de Subida no Lançamento Vertical

t_subida = v0 / g. Sob a mesma altura de referência, o tempo de subida equivale ao tempo de descida.

Princípio da Independência dos Movimentos (Galileu)

Movimentos componentes perpendiculares ocorrem de maneira independente sem interferência mútua.

Lançamento Horizontal: Composição dos Eixos

Eixo horizontal x realiza MRU (ax = 0); eixo vertical y realiza queda livre em MRUV (ay = g, v0y = 0).

Tempo de Voo no Lançamento Horizontal

t_voo = √(2*h / g). Depende exclusivamente da altura de queda e da gravidade local.

Alcance no Lançamento Horizontal

A = v0x * t_voo = v0x * √(2*h / g). Distância percorrida horizontalmente até atingir o chão.

Velocidade Resultante no Lançamento Horizontal

v = √(vx² + vy²). Hipotenusa do vetor velocidade formado por vx = v0x e vy = g*t.

Lançamento Oblíquo: Decomposição da Velocidade

v0x = v0*cos(θ) e v0y = v0*sen(θ). Decomposição vetorial trigonométrica com o ângulo de lançamento θ.

Lançamento Oblíquo: Tempo de Subida

t_sub = v0y / g = (v0*sen θ) / g. Instante no qual a velocidade vertical vy torna-se zero.

Lançamento Oblíquo: Tempo Total de Voo

t_total = 2 * t_sub = (2*v0*sen θ) / g. Válido para lançamentos que retornam à mesma altura inicial.

Lançamento Oblíquo: Altura Máxima

H_max = v0y² / (2*g) = (v0² * sen² θ) / (2*g). Ponto mais alto da parábola da trajetória.

Lançamento Oblíquo: Velocidade no Ponto Mais Alto

v_topo = vx = v0*cos(θ). A componente vertical se anula, restando apenas a velocidade horizontal.

Lançamento Oblíquo: Alcance Horizontal

A = (v0² * sen(2θ)) / g. Distância total percorrida no eixo x para um plano horizontal nivelado.

Ângulo para Alcance Máximo

θ = 45°. Ângulo que maximiza a função trigonométrica sen(2θ) = 1 para uma mesma velocidade inicial.

Ângulos Complementares no Lançamento Oblíquo

Ângulos que somam 90° (ex: 30° e 60°) produzem exatamente o mesmo alcance para uma mesma velocidade inicial v0.

Definição de Período (T) no MCU

T = Δt / n. Intervalo de tempo necessário para o corpo completar uma volta inteira (unidade: segundos).

Definição de Frequência (f) no MCU

f = n / Δt = 1 / T. Número de voltas completadas por unidade de tempo (unidade: Hertz, Hz).

Conversão rpm para Hz

f(Hz) = f(rpm) / 60. Rotações por minuto divididas por 60 convertem-se em rotações por segundo.

Deslocamento Angular (Δφ)

Δφ = Δs / R. Ângulo central percorrido em radianos medido pelo arco dividido pelo raio da circunferência.

Velocidade Angular Média (ω)

ω = Δφ / Δt. Taxa de rotação angular com o tempo, expressa no SI em radianos por segundo (rad/s).

Relação entre ω, T e f

ω = 2π / T = 2π * f. Relação fundamental entre velocidade angular, período e frequência no MCU.

Relação entre Velocidade Linear e Angular

v = ω * R. A velocidade linear escalar tangencial é igual à velocidade angular vezes o raio da curva.

Função Horária Angular no MCU

φ = φ0 + ω*t. Descreve a posição angular ao longo do tempo quando a velocidade angular é constante.

Definição de MCU

Movimento Circular Uniforme: trajetória circular com módulo da velocidade constante e aceleração tangencial nula.

Aceleração Centrípeta (acp)

acp = v² / R = ω² * R. Aponta para o centro da trajetória e é responsável por mudar a direção da velocidade.

Aceleração Tangencial no MCU

at = 0. É nula no MCU porque o módulo da velocidade linear não se altera.

Transmissão por Contato ou Correia

vA = vB => ωA * RA = ωB * RB. Polias acopladas tangencialmente possuem a mesma velocidade linear periférica.

Transmissão por Eixo Comum

ωA = ωB => fA = fB. Discos ou engrenagens fixos ao mesmo eixo giram com a mesma frequência e velocidade angular.

Vetor Aceleração Total no Movimento Curvilíneo Geral

a = √(at² + acp²). Vetor resultante composto pela aceleração tangencial e pela aceleração centrípeta perpendiculares.