Cinemática

Ao estudarmos Física, o estudo do movimento é muito importante e nesta página apresentamos a Cinemática. Observe as características dos importantes conceitos desta área.

Ponto material e corpo extenso

Ponto material

Suas dimensões são desprezíveis em relação ao seu movimento. Outro exemplo: carro na estrada.

Corpo extenso

Suas dimensões são consideráveis em relação ao seu movimento. Outro exemplo: carro na garagem.

Movimento e repouso

Trajetória

Espaço 

É a distância percorrida por um móvel até a origem do movimento.

Progressivo: mesmo sentido da trajetória. Retrógrado: oposto ao sentido da trajetória.

Deslocamento escalar versus distância percorrida

Deslocamento escalar

É a variação do espaço, ou seja, a diferença entre o espaço final e o espaço inicial.

Distância percorrida

Informa o comprimento percorrido, ou seja, é o valor positivo do deslocamento escalar.

Diferença entre os conceitos

Vídeo sobre estes conceitos

Velocidade escalar instantânea e velocidade escalar média

Velocidade escalar instantânea

É a velocidade em certo instante, apenas naquele momento.

Velocidade escalar média

É a razão (divisão) entre a variação do espaço e do tempo.

Diferença entre as velocidades

Conversão entre m/s e km/h

Resumo dos conceitos iniciais de Cinemática

Resumo inicial de Cinemática

No vídeo são apresentados os principais conceitos estudados sobre movimento até o momento e a simulação permite entender como ocorre o movimento e a velocidade.

Exercícios sobre os conceitos iniciais de Cinemática

As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.

1) Um macaco que pula de galho em galho em um zoológico, demora 6 segundos para atravessar sua jaula, que mede 12 metros. Qual a velocidade média dele? 

2) Um bola de basebol é lançada com velocidade igual a 108m/s, e leva 0,6 segundo para chegar ao rebatedor. Supondo que a bola se desloque com velocidade constante. Qual a distância entre o arremessador e o rebatedor? 

3) Durante uma corrida de 100 metros rasos, um competidor se desloca com velocidade média de 5m/s. Quanto tempo ele demora para completar o percurso? 

4) Em relação aos conceitos de ponto material e corpo extenso, podemos afirmar que:

a) uma pulga é certamente um corpo material

b) um atleta fazendo ginástica pode ser considerado um ponto material.

c) um carro viajando de São Paulo ao Rio de Janeiro é certamente um corpo extenso.

d) um carro fazendo manobras para estacionar numa garagem não pode ser considerado ponto material.

e) a terra não é certamente um ponto material.

5) Após chover na cidade de São Paulo, as águas da chuva descerão o rio Tietê até o rio Paraná, percorrendo cerca de 1000 km. Sendo 4 km/h a velocidade média das águas, o percurso mencionado será cumprido pelas águas da chuva em aproximadamente:

a) 30 dias           b) 10 dias            c) 25 dias           d) 2 dias           e) 4 dias

6) Ao fazer uma viagem de carro entre duas cidades, um motorista observa que sua velocidade media foi de 70 km/h e que, em media, seu carro consumiu 1,0L de gasolina a cada 10 km, se durante a viagem, o motorista gastou 35L de gasolina, quantas horas demorou a viagem entre as duas cidades ?

a) 3h       b) 3h30min            c) 4h                d) 4h30min             e) 5h

7) Um caminhoneiro em viagem pela Rodovia dos Bandeirantes, que liga SP (km 0) a Campinas (km 90), informa que no momento se encontra em Jundiaí (km 60), isso significa que: 

a) está se aproximando de Campinas

b) percorreu 60 km até aquele momento 

c) Está indo pra São Paulo

d) Parou em Jundiaí

e) está ao longo da rodovia, a 60 km de São Paulo. 

8) Um carro realiza uma viagem, saindo do km 20 de uma rodovia às 10h. Chega ao km 120 desta as 12h e imediatamente retorna ao km 20, chegando às 14h. 

a) Qual o deslocamento escalar do carro entre as 12h e 14h? 

b) Qual a distância percorrida pelo carro entre as 10h e 14h?

9) Ao pousar, um avião percorre 600 m em linha reta até parar 20 s após tocar o solo. Calcule sua velocidade escalar média em km/h.

10) Em uma linha de ônibus urbano, um percurso realizado é de 25 km. Calcule a velocidade escalar média do ônibus, em km/h, sabendo que esse trajeto é feito em 85 minutos.

11) Numa estrada, um caminhão desloca-se do km 40 até o km 15, onde, mudando o sentido do movimento, regressa até atingir o km 40. Nesse evento, a variação de espaço (deslocamento escalar) e a distância efetivamente percorrida são, respectivamente, iguais a: 

a) 35 km e 0 km       b) 50 km e 0 km          c) 50 km e 50 km       d) 0 km e -35 km        e) 0 km e 50 km       

12) Um ônibus percorreu 20 km a 60 km/h e 60 km a 90 km/h. Determine a velocidade escalar média do ônibus nos 80 km percorridos. Considere que, em cada trecho, o ônibus sempre manteve velocidade constante.

a) 68 km/h          b)  70 km/h         c)  74 km/h                d)  80 km/h              e)  82 km/h

13) Um automóvel passou pelo marco 24 km de uma estrada às 12h 7min. A seguir, passou pelo marco 28 km da mesma estrada às 12h 11min. A velocidade escalar média do automóvel, entre as passagens pelos dois marcos, foi, em km/h, de:

a) 12.             b) 28.                   c) 80.                 d) 60.            e) 50

14) (Unitau-SP) Um móvel parte do km 50, indo até o km 60, onde, mudando o sentido do movimento, vai até o km 32. O deslocamento escalar e a distância efetivamente percorrida são, respectivamente:

a) 28 km e 28 km        b) 18 km e 38 km    c) -18 km e 38 km    d) -18 km e 18 km    e) 38 km e 18 km

15) (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.

16) (UFPE) Um caminhão se desloca com velocidade constante de 144 km/h. Suponha que o motorista cochile durante 1,0 s. Qual é o espaço, em metros, percorrido pelo caminhão nesse intervalo de tempo se ele não colidir com algum obstáculo?

Resolução dos exercícios, parte 1

Resolução dos exercícios, parte 2

Resolução dos exercícios, parte 3

Movimento Uniforme

Este tipo de movimento ocorre quando a velocidade não muda, é constante. Dentre os tipos de movimento uniforme, estudamos com mais frequência o Movimente Retilíneo Uniforme (MRU), por isto ao ser falado sobre movimento uniforme, normalmente atribuímos ao MRU. Neste tipo de movimento utilizamos as equações da velocidade escalar média e a equação horária do movimento uniforme. Observe nas explicações.

Movimento Uniforme

Veja os principais conceitos do movimento uniforme

Exemplo de exercício

Veja neste vídeo exemplos de exercícios do movimento uniforme

Exercícios sobre movimento uniforme:

2) Um móvel em M.R.U gasta 10h para percorrer 1100 km com velocidade constante. Qual a distância percorrida após 3 horas da partida? 

Movimento Uniformemente Variado

Dentre os tipos de Movimento Uniformemente Variado (MUV), estudamos com mais frequência o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV). Por isto, ao nos referimos ao MUV, geralmente estaremos normalmente nos referindo ao MRUV. 

Equações do Movimento Retilíneo Uniformemente Variado - MRUV

Aceleração

É a medida da rapidez com que se muda a velocidade de um objeto qualquer. A existência da variação da velocidade indique que deverá existir aceleração. Quando esta variação da velocidade é constante temos o MUV. Quando a velocidade aumenta temos o movimento acelerado e quando diminui temos o movimento retardado.

Equação da velocidade no MRUV

Esta equação normalmente é usada quando temos ou queremos encontrar a velocidade inicial ou final de um móvel, aceleração ou o tempo.

Equação horária das posições no MRUV

Conhecida como "sorvetão" esta equação é usada quando temos ou queremos encontrar os espaço final, inicial, velocidade inicial, aceleração ou tempo.

Equação de Torricelli

Normalmente usamos essa equação em exercício nos quais não temos o tempo e temos ou queremos encontrar a velocidade inicial ou final, a aceleração ou a variação do espaço.

Velocidade escalar média no MRUV

Para encontrar a velocidade escalar média no MRUV é preciso somar as velocidades inicial e final e dividir por 2.

Queda livre

Utilizamos as equações do MRUV e usamos a aceleração gravitacional g = 9,8 m/s² ou, dependendo do exercício, 10 m/s². Os corpos ao subirem sofrem uma aceleração negativa (g negativa) e ao descerem positiva (g positiva).

Veja um resumo sobre as equações utilizadas para fazer exercícios sobre o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado:

Conceitos iniciais do MUV

Observe neste vídeo a teoria sobre MUV.

Equações do MUV

Conheça as equações sobre o MUV.

Exemplos sobre MUV

Pause o vídeo, resolva os exercícios e depois veja as respostas.

Equação de Torricelli

Veja e faça exercícios com a equação de Torricelli.

Agora é com você !!! Faça os exercícios abaixo e depois confira se acertou assistindo as aulas ao final dos exercícios, bons estudos.

1) Um carro parte do repouso e tem sua velocidade variando até chegar aos 40 m/s em 5 s. Qual é a aceleração deste carro?


2) (UFPA) Um ponto material parte do repouso em movimento uniformemente variado e, após percorrer 12 m, está animado de uma velocidade escalar de 6,0 m/s. A aceleração escalar do ponto material, em m/s, vale:

a) 1,5        b) 1,0         c) 2,5           d) 2,0          e) n.d.a.


3) Um carro parte do repouso em uma trajetória retilínea e plana com aceleração de 2 m/s². Calcule a velocidade deste carro no instante 5 s. Calcule a distância percorrida pelo carro até este instante de 5 s.


4)  (FUVEST) Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a 2,0 m/s2. Pode-se dizer que sua velocidade escalar e a distância percorrida após 3,0 segundos, valem, respectivamente:

a) 6,0 m/s e 9,0m;     b) 6,0m/s e 18m;       c) 3,0 m/s e 12m;    d) 12 m/s e 35m;  e) 2,0 m/s e 12 m


5) Uma pedra é lançada do décimo andar de um prédio com velocidade inicial de 5m/s. Sendo a altura nesse ponto igual a 30 m e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, a velocidade da pedra ao atingir o chão é:

a) 5 m/s     b) 25 m/s         c) 50 m/s           d) 30 m/s         e) 10 m/s


6) Ao analisar o movimento de um avião antes de decolar, foi observado que o avião possuía uma aceleração de 20 m/s² e conseguiu percorrer, partindo do repouso, 3000 metros antes de decolar. Qual foi a velocidade com que o avião saiu do solo?


7) Uma partícula em movimento retilíneo movimenta-se de acordo com a equação v = 10 + 3t, com o espaço em metros e o tempo em segundos. Determine para essa partícula:

a) A velocidade inicial

b) A aceleração

c) A velocidade quando t=5s e t= 10s


8) Uma pedra é lançada verticalmente para cima com velocidade inicial de 10 m/s. Considerando a aceleração da gravidade como 10 m/s², o que acontece com a velocidade da pedra durante a subida? Quanto tempo a pedra demora para alcançar a altura máxima? Qual a altura máxima da pedra? Quanto tempo a pedra demora para cair no solo? Qual é a velocidade que a pedra atinge o solo?


9) Um veículo estava viajando a 54 km/h e precisa frear bruscamente. Se o veículo demora 10 s para parar, qual é a aceleração do veículo?

Resolução dos exercícios sobre MRUV - Parte 1

Faça os exercícios acima e veja as resoluções na aula ao lado. Pause o vídeo antes da resolução dos exercícios, faça os exercícios e depois veja se acertou.

Resolução dos exercícios sobre MRUV - Parte 2

Faça os exercícios acima e veja as resoluções na aula ao lado. Pause o vídeo antes da resolução dos exercícios, faça os exercícios e depois veja se acertou.

Gráficos do MRU e MRUV

Gráficos do MRU

Gráficos do MRUV

Gráficos do MRU  Espaço x tempo

Gráficos do MRU  Velocidade x tempo

Gráficos do MRUV Espaço x tempo

Gráficos do MRUV Velocidade x tempo

Gráficos do MRUV Aceleração x tempo

Exercícios de gráficos do MRU e MRUV

As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.

1) O gráfico a seguir indica como varia a posição de uma pessoa em função do tempo, ao longo de uma caminhada em linha reta. Com base no gráfico: 

a) O que ocorre com a pessoa entre t = 40 s e t = 60 s?

b) Qual a distância total percorrida pela pessoa entre os instantes 0 e 80 s?

c) Construa o diagrama horário de sua velocidade escalar.

Exercício 2

Exercício 3

Exercício 4

Exercício 5

Exercício 6

Exercício 7

Exercício 8

Exercício 9

Exercício 10

Exercício 11

Exercício 12

Exercício 13

Exercício 14

Resolução dos exercícios de gráficos do MRU e MRUV - Parte 1

Resolução dos exercícios de gráficos do MRU e MRUV - Parte 2

Resolução dos exercícios de gráficos do MRU e MRUV - Parte 3

Resumo sobre o MRU e MRUV

Movimento retilíneo e uniforme - MRU

É o tipo de movimento que ocorre em linha reta e com velocidade constante, ou seja, com velocidade que não muda seu valor no decorrer do tempo.

Movimento retilíneo uniformemente variado - MRUV

Neste movimento em linha reta a velocidade muda de forma uniforme e isso faz com que a aceleração seja constante, pois tem o mesmo valor no decorrer do tempo.

Exercícios sobre MRU e MRUV

As respostas dos exercícios estão nos vídeos das aulas ao final da lista de exercícios.

Revisão sobre MRU e MRUV Parte 1

Revisão sobre MRU e MRUV Parte 2

Revisão sobre MRU e MRUV Parte 3