Programação 2014 - 1º Semestre

1º Ano 

18/02 -1ª Temática: Introdução ao estudo da Cinemática. Conceitos de Referencial, Repouso, Movimento, Trajetória, Espaço de um móvel, Função horária dos espaços.

Aulas prevista:

Objetivos da Aula:

Link: Texto Base da Aula:

Link: Exercícios Propostos (Respondidos vesus de Fixação e de Assimilação)
 

25/02 - 02ª Temática: Velocidade escalar média e Velocidade escalar instantânea.

Aulas prevista:

Objetivos da Aula:

Link: Texto Base da Aula:

Link: Exercícios Propostos (Respondidos vesus de Fixação e de Assimilação)

04/03 - 03ª Temática: Movimento progressivo e Movimento retrógrado. Movimento Uniforme (I).
 

Aulas prevista:

Objetivos da Aula:

Link: Texto Base da Aula:

Link: Exercícios Propostos (Respondidos vesus de Fixação e de Assimilação)
11/03 - 04ª Temática: Movimento Uniforme (II).
 

Aulas prevista:

Objetivos da Aula:

Link: Texto Base da Aula:

Link: Exercícios Propostos (Respondidos vesus de Fixação e de Assimilação)

18/03 - 05ª Temática: Aceleração escalar média e aceleração escalar instantânea. Movimento acelerado e movimento retardado.

Aulas prevista:

Objetivos da Aula:

Link: Texto Base da Aula:

Link: Exercícios Propostos (Respondidos vesus de Fixação e de Assimilação)
25/03 - 06ª aula: Movimento uniformemente variado (I).
01/04 - 07ª aula: Movimento uniformemente variado (II).
08/04 - 08ª aula: Movimento uniformemente variado (III).
15/04 - 09ª aula: Movimento vertical no vácuo.
22/04 - 10ª aula: Gráficos do MU e do MUV.
29/04 - 11ª aula: Vetores (I).
06/05 - 12ª aula: Vetores (II).
13/05 - 13ª aula: Cinemática Vetorial (I).
20/05 - 14ª aula: Cinemática Vetorial (II).
27/05 - 15ª aula: Cinemática Vetorial (III).
03/06 - 16ª aula: Lançamento Horizontal.
10/06 - 17ª aula: Lançamento oblíquo.
17/06 - 18ª aula: Movimentos circulares (I).
24/06 - 19ª aula: Movimentos circulares (II).
01/07 - Simulado. (Matéria: Cinemática)


Programação 2013 - 1º Semestre

19/02 - 01ª aula: Termometria (I).
26/02 - 02ª aula: Termometria (II).
05/03 - 03ª aula: Dilatação térmica dos sólidos.
12/03 - 04ª aula: Dilatação térmica dos líquidos.
19/03 - 05ª aula: Calorimetria (I).
26/03 - 06ª aula: Calorimetria (II).
02/04 - 07ª aula: Calorimetria (III).
09/04 - 08ª aula: Mudanças de fase (I).
16/04 - 09ª aula: Mudanças de fase (II).
23/04 - 10ª aula: Mudanças de fase (III).
30/04 - 11ª aula: Propagação do calor (I)
07/05 - 12ª aula: Propagação do calor (II).
14/05 - 13ª aula: Estudo dos gases (I).
21/05 - 14ª aula: Estudo dos gases (II).
28/05 - 15ª aula: Estudo dos gases (III).
04/06 - 16ª aula: Termodinâmica (I).
11/06 - 17ª aula: Termodinâmica (II).
18/06 - 18ª aula: Termodinâmica (III).
25/06 - 19ª aula: Termodinâmica (IV).
02/07 - Simulado. (Matéria: Termologia)

O que é Cinemática?

É o ramo da Física que descreve os movimentos, determinando a posição, a velocidade e a aceleração de um corpo em cada instante.

Ponto material é um corpo cujas dimensões não interferem no estudo de um determinado fenômeno.

Como exemplo podemos citar um carro em uma viagem ao longo de uma estrada. Para calcular, por exemplo, a duração da viagem basta conhecer os instantes da partida e da chegada. Nessa situação, as dimensões do carro não são relevantes e ele pode ser considerado um ponto material. Se, no entanto, estivermos estudando o intervalo de tempo que o carro leva para atravessar uma ponte de pequena extensão, suas dimensões devem ser levadas em conta. Nesse caso o carro é chamado de corpo extenso. 

Trajetória de um móvel

É o conjunto das posições sucessivas ocupadas pelo móvel no decorrer do tempo em relação a um dado referencial.

Espaço é a grandeza que determina a posição de um móvel numa determinada trajetória, a partir de uma origem arbitrária (origem dos espaços). As unidades de espaço são: cm, m, km, etc.

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Variação de espaço (Δs)

Seja s₁ o espaço de um móvel num instante t₁ e s₂ seu espaço num instante posterior t₂. A variação do espaço do móvel no intervalo de tempo Δt = t₂ – t₁ é a grandeza:

Δs = s₂ - s₁ 

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Referencial

Referencial é um corpo em relação ao qual identificamos se outro corpo está em em movimento ou em repouso.

Um corpo está em movimento em relação a um determinado referencial quando sua posição, nesse referencial, varia no decurso do tempo.

Um corpo está em repouso em relação a um determinado referencial quando sua posição, nesse referencial, não varia no decurso do tempo.

Os conceitos de movimento, repouso e trajetória dependem do referencial adotado.

Animação 1:

Os conceitos de movimento e repouso dependem do referencial adotado. 

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Animação 2:

A forma da trajetória depende do referencial adotado.

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Função horária dos espaços

No estudo do movimento de um ponto material a cada instante (t) corresponde um valor de espaço (s). A relação matemática entre s e t é chamada de função horária dos espaços.

Exemplo: s = 4 + 6.t (para s em metros e t em segundos, isto é, o sistema de unidades é o internacional, SI). Para t = 0, s = 4 m (espaço inicial);
para t = 1 s, s = 10 m; para t = 2 s, s = 16 m, etc.


Exercícios:

1ª Questão: Ao ler esta questão você está sentado numa cadeira. Você está em repouso ou em movimento? Explique.

Os conceitos de repouso e de movimento dependem do referencial adotado. Em relação à cadeira você está em repouso, mas em relação ao Sol, por exemplo, você está em movimento, acompanhando o movimento da Terra.  

2ª Questão:O professor, ao iniciar o estudo de Cinemática, afirmou que a forma da trajetória depende do referencial adotado. Você sabe citar um exemplo? 

A forma da trajetória depende também do referencial adotado. Vamos citar um exemplo. Um trem se desloca com velocidade constante. Um passageiro joga uma bolinha verticalmente para cima. A bolinha sobe e desce e volta à mão do passageiro.
Ele dirá que a bolinha descreve uma trajetória vertical. Mas para um observador fora do trem, além de a bolinha subir e descer, ela também se desloca para frente com movimento uniforme. Em relação ao observador fora do trem a bolinha descreve uma trajetória parabólica. 

3ª Questão: A função horária dos espaços do movimento de uma bolinha é
s = 4 + 3t - t² (SI). Determine:
a) Os espaços nos instantes t = 0 e t = 2 s.
b) A variação de espaço entre os instantes t = 0 e t = 1 s. 


resolução

a)
t = 0 => s = 4 + 3.0 – (0)² => s₀ = 4 m; 
t = 2 s => s = 4 + 3.2 – (2)² => s₂ = 6 m
b)
t = 1 s => s = 4 + 3.1 – (1)² => s = 6 m
∆s = 6 m – 4 m => ∆s = 2 m )²

Respostas: s₀ = 4 m; s₂ = 6 m e ∆s = 2 m  

4ª Questão: Na figura estão representadas as posições de um carrinho em diversos instantes, ao longo de uma trajetória retilínea.

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Determine:

a) O espaço inicial do carrinho.
b) O espaço do carrinho no instante t = 1 s.
c) A variação de espaço entre os instantes t₁ = 0 s e t₂ = 3 s.
a) O espaço inicial é o espaço do carrinho no instante t = 0:  s₀ = - 2 m
b) No instante t = 1 s o espaço do carrinho é zero: s₁ = 0
c) No instante t = 3 s o espaço do carrinho é 6 m: s₃ = 6 m

A variação do espaço entre os instantes 0 e 3 s é igual a:

∆s = 6 m - (-2 m) => ∆s = 8 m

Respostas: s₀ = - 2 m; s₁ = 0; s₃ = 6 m e ∆s = 8 m  

5ª Questão:O espaço de um móvel varia com o tempo conforme indica a tabela abaixo:

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Determine a variação de espaço entre os instantes:

a) 1 s e 3 s
b) 1 s e 5 s
c) 3 s e 6 s.
resolução

a) ∆s = 12 m – 8 m => ∆s = 4 m
b) ∆s = 8 m – 8 m => ∆s = 0
c) ∆s = 6 m – 12 m => ∆s = - 6m

Respostas: ∆s = 4 m; ∆s = 0; ∆s = - 6m  

6ª Questão:(UFRJ)
Heloísa, sentada na poltrona de um ônibus, afirma que o passageiro sentado à sua frente não se move, ou seja, está em repouso. Ao mesmo tempo, Abelardo, sentado à margem da rodovia, vê o ônibus passar e afirma que o referido passageiro está em movimento. 

De acordo com os conceitos de movimento e repouso usados em Mecânica, explique de que maneira devemos interpretar as afirmações de Heloísa e Abelardo para dizer que ambas estão corretas.

resolução

Os conceitos de movimento e de repouso de um corpo são definidos em relação a um certo referencial. O passageiro não se move em relação ao ônibus e o ônibus está em movimento em relação à estrada. Assim, as afirmações de Heloisa e Abelardo estão corretas.

7ª Questão:(ACAFE-SC)
Para responder a esta questão, use o seguinte código:

a) I, II e III estão corretas;
b) I e III estão corretas;
c) I e II estão corretas;
d) somente I está correta;
e) somente III está correta.

Dizemos que os conceitos de movimento e repouso são relativos, pois dependem do sistema de referência estabelecido. Com base nisso, podemos afirmar que:

I. um corpo parado em relação a um referencial pode estar em movimento em relação a outro referencial;

II. um livro colocado sobre uma mesa está em repouso absoluto, pois, para qualquer referencial adotado, sua posição não varia com o tempo;

III. em relação a um edifício, o elevador estacionado no terceiro andar está em repouso, porém, em relação ao Sol, o mesmo elevador encontra-se em movimento.

As proposições I e III estão corretas. A proposição II está incorreta, pois não existe repouso absoluto. Dependendo do referencial escolhido o livro pode estar em movimento. 

Resposta: B 

7ª Questão: (UEM-PR)
Um trem se move com velocidade horizontal constante. Dentro dele estão o observador A e um garoto, ambos parados em relação ao trem. Na estação, sobre a plataforma, está o observador B parado em relação a ela. Quando o trem passa pela plataforma, o garoto joga uma bola verticalmente para cima. Desprezando-se a resistência do ar, podemos afirmar que:

(01) o observador A vê a bola se mover verticalmente para cima e cair nas mãos do garoto.
(02) o observador B vê a bola descrever uma parábola e cair nas mãos do garoto.
(04) os dois observadores vêem a bola se mover numa mesma trajetória.
(08) o observador B vê a bola se mover verticalmente para cima e cair atrás do garoto.
(16) o observador A vê a bola descrever uma parábola e cair atrás do garoto.
 
Dê como resposta a soma dos números associados às proposições corretas. 

(01) Correta. Em relação ao observador A a bola sobe e desce descrevendo uma trajetória retilínea e vertical, voltando às mãos do garoto.
(02) Correta. Em relação ao observador B a bola, além de subir e descer na vertical, avança horizontalmente seguindo o movimento do trem. Nestas condições, em relação a B a bola descreve uma curva que é um arco de parábola.
(04), (08) e (16) estão incorretas

(Cesgranrio)
Uma formiga movimenta-se sobre um fio de linha. Seu espaço (s) varia com o tempo, conforme mostra o gráfico.

A variação de espaço (deslocamento escalar) entre os instantes t = 0 s e t = 5,0 s é:
 
a) 0,5 cm;  
b) 1,0 cm;  
c) 1,5 cm;  
d) 2,0 cm;  
e) 2,5 cm.

resolução

Para t₁ = 0, temos: s₁ = 2,0 cm.
Para t₂ = 5,0 s, temos: s₂ = 3,0 cm
 s = s₂- s₁ = 3,0 cm – 2,0 cm = 1,0 cm

Resposta: b

Dois atletas A e B disputam uma corrida. Eles partem de um mesmo local que é adotado como origem dos espaços. A trajetória é orientada no sentido dos movimentos. Suas funções horárias são respectivamente: s_A = 5.t e s_B = 4.t,         para s_A e s_B em metros e t em segundos. Com quantos segundos de diferença os atletas atingem o ponto de chegada situado a 1.000 m da origem, medidos ao longo da trajetória?  

resolução

Atleta A: para s_A = 1000 m, temos: 1000 = 5.t_A => t_A = 200 s

Atleta B: para s_B = 1000m, temos: 1000 = 4.t_B => t_B = 250 s
Os atletas atingem o ponto de chegada com uma diferença de tempo 

de 250 s - 200 s = 50 s

Resposta: 50 s

 



 

Estudo Dirigido: Movimento - Ponto de Referencia

Leia, com muita atenção, a explicação abaixo e faça o que se pede:

Movimento: Ponto de Referência

Se você vê um carro andando na rua e alguém lhe pergunta se aquele veículo está ou não está em movimento, o que você responderia? É claro que está !

Mas em física, um corpo pode estar em movimento ou parado ( em repouso) dependendo do ponto de referência que se usa para analisar. Para sabermos se um corpo está em movimento temos que ter um ponto de referência ou um conjunto de referenciais.  Assim, todo movimento é relativo, pois depende de sabermos se o corpo está trocando de posição ou não em relação a um ponto de referência.

Observe o desenho abaixo:

 

 Exercício de Fixação:

1. Observe o motorista do carro. Ele está se afastando ou chegando perto da menina ?

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2. E em relação ao carro, o motorista está se afastando ou ficando próximo ou não muda de posição ?

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3. E a menina? Está em repouso ou em movimento em relação ao carro ? Justifique a sua resposta .

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