Movimento Uniformemente Variado

Também conhecido como movimento acelerado, consiste em um movimento onde há variação de velocidade, ou seja, o móvel sofre aceleração à medida que o tempo passa.

Mas se essa variação de velocidade for sempre igual em intervalos de tempo iguais, então dizemos que este é um Movimento Uniformemente Variado (também chamado de Movimento Uniformemente Acelerado), ou seja, que tem aceleração constante e diferente de zero.

O conceito físico de aceleração, difere um pouco do conceito que se tem no cotidiano. Na física, acelerar significa basicamente mudar de velocidade, tanto tornando-a maior, como também menor. Já no cotidiano, quando pensamos em acelerar algo, estamos nos referindo a um aumento na velocidade.

O conceito formal de aceleração é: a taxa de variação de velocidade numa unidade de tempo, então como unidade teremos:

Movimento Uniforme

Quando um móvel se desloca com uma velocidade constante, diz-se que este móvel está em um movimento uniforme (MU). Particularmente, no caso em que ele se desloca com uma velocidade constante em trajetória reta, tem-se um movimento retilíneo uniforme.

Uma observação importante é que, ao se deslocar com uma velocidade constante, a velocidade instantânea deste corpo será igual à velocidade média, pois não haverá variação na velocidade em nenhum momento do percurso.

A equação horária do espaço pode ser demonstrada a partir da fórmula de velocidade média.

Leis De Newton

Sir Isaac Newton, um cientista inglês que viveu entre 1643 e 1727. Publicou, em 1687, uma importante obra chamada Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Nesta obra foram enunciadas aquelas que mais tarde viriam a ser conhecidas como as 3 Leis de Newton.

1.º Lei - Lei da Inércia

Inércia é a resistência que um corpo oferece à alteração do seu estado de repouso ou de movimento. Quanto maior for a massa do corpo, maior a sua inércia, ou seja, maior a resistência que este oferece à alteração do seu estado. De acordo com esta lei:

- Um corpo que se encontre em repouso, continuará em repouso se a resultante das forças que nele actuam for nula;

- Um corpo em movimento, continuará a mover-se em linha recta e sempre à mesma velocidade (M.R.U.), se a resultante das forças que nele actuam for nula;

- Para que haja alteração da velocidade do corpo, é necessário que se exerça sobre este uma força.

2.ª Lei - Lei Fundamental da Dinâmica

A força resultante do conjunto das forças que atuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direção e o mesmo sentido na força resultante, que é tanto maior quanto maior for a intensidade da força resultante. Também chamada pela Segunda Lei de Newton

F = m x a

Sendo:

F - Força
m - massa do corpo
a - aceleração

3.ª Lei - Lei da Acção - Reacção

Quando dois corpos estão em interação, à ação de um corpo sobre o outro corresponde sempre uma reação igual e oposta que o segundo corpo exerce sobre o primeiro.

Força Resultante

Uma força é a interação de dois corpos...

Quando várias forças actuam num corpo ao mesmo tempo, a melhor forma de estudar o comportamento do corpo quando sujeito a essas forças é determinar a Força Resultante que nele actua.
No exemplo seguinte, um rapaz tenta "puxar" um cão exercendo sobre este uma força (1), de intensidade 100 N. O cão recusa mover-se exercendo uma força (2) no sentido oposto, de intensidade 75 N.

 

 

Se observarmos o cão, verificamos que sobre ele actuam as forças 1 e 2. É possível então simplificar este sistema de forças calculando a resultante das forças que actuam no cão. Para determinar a Resultante das Forças que actuam no cão, podemos proceder ao cálculo vectorial ou ao cálculo analítico da Força Resultante.

Como efetuar um calculo vetorial da Força Resultante?

Tendo em conta a situação anteriormente apresentada, vamos proceder ao cálculo vectorial da Resultante de Forças.

 

 

Começa por representar um dos vectores:

Na ponta da seta do primeiro vector, representa o segundo vector:

O vector Força Resultante terá tem ponto de aplicação no início do primeiro vector, e termina na ponta da seta do segundo vector:

O vector Força Resultante será então:

 

 

 

Como efetuar o calculo analitico da Força Resultante?


Tendo em conta a situação anteriormente apresentada, vamos proceder ao cálculo analítico da Força Resultante.

Para determinar analíticamente a Força Resultante, é necessário em primeiro lugar estabelecer um sistema de eixos que nos indique quais os sentidos considerados como positivos:

 

 

Assim, conclui-se que a Força1 actua no sentido do eixo x, logo considera-se positiva, enquanto a Força 2 actua no sentido contrário ao do eixo do x, logo considera-se negativa. A Força Resultante será então calculada da seguinte forma:

F_r = +F₁ - F₂ ⇔
F_r = +100 - 75 ⇔
F_r = 25N

Força De Atrito

Os corpos apresentam rugosidades na sua superfície, o que dificulta o movimento dos mesmos quando se deslocam um sobre os outros. Mesmo quando as suas superfícies parecem perfeitamente lisas, a nível microscópico é possível observar algumas rugosidades. Originam-se assim Forças de Atrito que ocorrem entre as superfícies de contacto entre os corpos. No exemplo seguinte, o rapaz procura arrastar uma caixa ao longo de um superfície de madeira.

Quer a caixa quer a superfície apresentam rugosidades, o que dificulta o movimento. As Forças de Atrito surgem assim na superfície de contacto entre estes dois corpos, e ocorrem sempre que um dos corpos se move ou tenta entrar em movimento. Estas forças tentam impedir o movimento do corpo, opondo-se a este.

De que dependem as Forças de Atrito?

Os dois factores de que dependem as Forças de Atrito são:

Natureza das superfícies em Contacto (rugosidade das superfícies)

 

As superfícies geladas têm menos rugosidades, tornando-se mais fácil mover um objecto sobre estas, pois as Forças de atrito entre as superfícies de contacto são reduzidas.

 

As superfícies de madeira têm mais rugosidades, tornando-se mais difícil mover um objecto sobre estas, pois as Forças de atrito entre as superfícies de contacto são elevadas.

Quanto mais rugosas forem as superfícies de contacto entre os corpos, maior a força de atrito e maior a oposição ao movimento.

Peso do corpo que se move (apenas válido em superfícies horizontais)

 

Quando a Massa do corpo é baixa, o seu Peso também é baixo, e as forças de atrito são reduzidas.

 

Quando a Massa do corpo é alta, o seu Peso também é alto, e as forças de atrito são elevadas.

Quanto maior for o Peso do corpo que se move, maior a força de atrito entre as superfícies de contacto e maior a oposição ao movimento.

Tipos de Trajetória do Movimento

Trajetória é o nome dado ao percurso realizado por um determinado corpo no espaço, com base em um sistema de coordenadas pré-definido.

Existem muitos tipos de trajetórias mas os mais estudados são:

• Trajetória Retilínea

• Trajetória Curvilínea 

• Trajetória Curvilínea Circular

 

• Trajetória Curvilínea Elíptica

Rapidez e Velocidade Média

A rapidez média é uma grandeza escalar, ou seja, fica completamente definida através de um valor numérico e respectiva unidade de medida. É também a razão entre a distância percorrida por um corpo, e o tempo que esse corpo leva a percorrê-la.

Calcula-se da seguinte maneira:


 
 

 

   A velocidade é uma grandeza vetorial. Representa-se através de um vetor. É uma grandeza que nos informa acerca da rapidez com que um corpo se move, numa determinada direção e sentido.

 

Calcula-se da seguinte maneira: