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Transcript

Movimentos e forçAS

01

MOVIMENTOS NA TERRA

02

03

Distância de segurança

04

Movimentos na terra

Forças e interação entre os corpos

05

Forças e movimentos

Física e Química9ºAno

Posição e movimentos de corpos

MOVIMENTOS NA TERRA

Movimento retilíneo uniforme

MOVIMENTOS NA TERRA

Movimentos retilíneos variados

Forças e movimentos

06

Forças e Movimentos

Forças e segurança rodoviária

07

Forças e movimentos

Força de atrito

08

Forças e movimentos

Tipos fundamentais de energia

09

Forças, movimentos e energia

Transformações e transferências de energia

10

Forças, movimentos e energia

Movimentos e forçAS

Impulsão

11

forças e fluídos

Lei de Arquimedes

12

forças e fluídos

Movimentos e forçAS

Movimentos na Terra

Posição e movimento de corpos

7

6

2

4

5

3

Instante e intervalo de tempo

Distância percorrida

Em síntese

Gráfico Posição x Tempo

Trajetória

Movimento e repouso

Posição e referencial

1

Posição e movimentos de um corpo

Posição e referencial

A indicação da posição de um corpo necessita da definição de um referencial.

Para o referencial…

Preto

Laranja

xbicicleta = 0 mxcarro = 4 mxmota = 8 m

Posição e movimentos de um corpo

Posição e referencial

Para o referencial…

A indicação da posição de um corpo necessita da definição de um referencial.

Preto

Laranja

xbicicleta = 0 mxcarro = 4 mxmota = 8 m

xbicicleta = - 4 mxcarro = 0 mxmota = 4 m

As abcissas correspondentes as posições do corpo nos sucessivos instantes dependem do ponto escolhido para origem do referencial;

Posição e movimentos de um corpo

Movimento e repouso

O estado de movimento e repouso é relativo.

Depende do referencial escolhido

A árvore...

…está em repouso em relação ao candeeiro da estrada. …está em movimento em relação ao autocarro.

Posição e movimentos de um corpo

Movimento e repouso

O estado de movimento e repouso é relativo.

Depende do referencial escolhido

A árvore...

…está em repouso em relação ao candeeiro da estrada. …está em movimento em relação ao autocarro.

O rapaz...

…está em repouso em relação ao autocarro. …está em movimento em relação à árvore.

Posição e movimentos de um corpo

Trajetória

A trajetória é o conjunto de posições ocupadas pelo corpo num dado intervalo de tempo.

Trajetória

pode ser

retilínea

curvilínea

Posição e movimentos de um corpo

Instante e intervalo de tempo

Designa-se por intervalo de tempo o tempo que decorre enquanto o corpo passa de uma posição para outra,

Posição e movimentos de um corpo

Distância percorrida

A distância percorrida por um corpo é o comprimento medido sobre a trajetória. A distância percorrida pode representar-se por s e a sua unidade SI é o metro, m.

Na trajetória ① a distância percorrida é menor.Na trajetória ② a distância percorrida é maior.

Posição e movimentos de um corpo

Distância percorrida

Numa trajetória sem inversão de sentido, a distância percorrida calcula-se a partir da seguinte expressão:

Qual a distância percorrida entre a posição x1 e a posição x4?

A distância percorrida pela mota foi 55 metros.

Posição e movimentos de um corpo

Gráfico Posição x Tempo

Quando um corpo se encontra em movimento a sua posição varia ao longo do tempo.

Os gráficos posição-tempo têm a representação das posições nos respetivos instantes de tempo.

Um gráfico posição-tempo nada tem a ver com a trajetória do corpo, pelo que não dá qualquer informação acerca da trajetória.

Posição e movimentos de um corpo

Gráfico Posição x Tempo

Da análise do gráfico sabemos que…

  • O corpo inicia o seu movimento na posição 10 metros.
  • Nos primeiros 5 segundos a distância percorrida pelo corpo é 10 metros.
  • Dos 5 s – 10 s o corpo encontra-se em repouso.
  • Dos 10 s – 12 s a distância percorrida pelo corpo é 10 metros.
  • Dos 12 s – 15 s o corpo encontra-se em repouso.

Posição e movimentos de um corpo

Exemplo

0

2

4

6

8

0

4

8

10

12

Podemos agora representar o movimento do atleta utilizando um gráfico posição-tempo.

Posição e movimentos de um corpo

Em síntese

  • A indicação da posição de um corpo exige a escolha de um referencial, sendo diferente se o referencial escolhido for diferente.
  • O estado de repouso ou de movimento de um corpo é relativo, pois depende do referencial escolhido.
  • O conjunto de posições ocupadas por um corpo, num dado intervalo de tempo, designa-se por trajetória. A trajetória pode ser retilínea ou curvilínea.
  • Para conhecer a duração do movimento que ocorre entre dois instantes, calculamos o intervalo de tempo.

Posição e movimentos de um corpo

Em síntese

  • A distância percorrida por um corpo (s) é o comprimento medido sobre a trajetória.
  • Se não houver inversão de sentido, a distância percorrida (s), será dada pela expressão seguinte.
  • Através de uma tabela posição-tempo, pode ser feito o registo das posições ocupadas por um corpo num referencial, que se pode interpretar através de um gráfico posição-tempo.
  • Através de um gráfico, onde se representam as posições de um corpo em função do tempo, é possível identificar situações de movimento e de repouso.

Movimentos na Terra

Movimento retilíneo uniforme

6

2

4

5

3

Em síntese

Velocidade

Variação da inclinação do gráfico posição x tempo

Rapidez média

1

Velocidade constante

Gráficos posição x tempo

movimento retilíneo uniforme

Rapidez Média

No dia a dia, podemos observar vários corpos em movimento, havendo alguns que se movem mais rapidamente do que outros. Considera os automóveis, que partem da origem e que se movem durante 30 segundos.

Qual dos automóveis foi mais rápido?

O automóvel laranja foi mais rápido porque, para o mesmo intervalo de tempo, percorreu uma distância maior.

movimento retilíneo uniforme

Rapidez Média

A rapidez média indica a distância percorrida por um corpo, em cada unidade de tempo.

movimento retilíneo uniforme

Variação da inclinação do gráfico posição x tempo

No exemplo do movimento do automóvel laranja, o facto de ele se ter deslocado com uma rapidez média de 18,7 m/s não significa que o tenha feito sempre com essa rapidez.

movimento retilíneo uniforme

Variação da inclinação do gráfico posição x tempo

Representação gráfica do movimento do automóvel laranja.

movimento retilíneo uniforme

Velocidade

A velocidade é uma grandeza vetorial caracterizada por direção, sentido e ponto de aplicação, além do valor ou da intensidade. Representa-se, em cada instante, por um vetor – vetor velocidade,

Velocidade numa trajetória retilínea

Velocidade numa trajetória curvilínea

movimento retilíneo uniforme

Velocidade constante

Considera o movimento de um atleta que percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais.

Como a velocidade é constante, o seu valor é sempre igual ao da rapidez média.

movimento retilíneo uniforme

Velocidade constante

Movimento de um atleta que percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais.

1

2

3

0

2

4

6

0

movimento retilíneo uniforme

Velocidade constante

Movimento de um atleta que percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais.

Este movimento pode ser classificado tendo em conta a sua trajetória (retilínea) e a sua velocidade constante (uniforme). Trata-se, por isso, de um movimento retilíneo uniforme (m.r.u.).

movimento retilíneo uniforme

Gráficos posição x tempo

Corpo A: − Posição inicial: x = 0 m − Rapidez média:- Velocidade:v = rm = 4 m/s

Corpo B: − Posição inicial: x = 4 m − Rapidez média:- Velocidade:v = rm = 2 m/s

movimento retilíneo uniforme

Gráficos posição x tempo

Quanto maior for a inclinação da linha do gráfico (maior declive), maior é a velocidade do corpo.

Quando as linhas de dois movimentos se intercetam, os dois corpos encontram-se na mesma posição no mesmo instante. O corpo A e o corpo B encontram-se na posição x = 8 m, no instante t = 2 s.

movimento retilíneo uniforme

Gráficos posição x tempo

movimento retilíneo uniforme

Em síntese

  • A rapidez média é uma grandeza física que indica a distância percorrida, em média, por unidade de tempo.
  • Calcula-se pelo quociente:
  • A velocidade é uma grandeza física vetorial cujo símbolo é o , sendo caracterizada por ter direção, sentido e ponto de aplicação, além do seu valor.
  • Numa trajetória retilínea, a velocidade tem a direção e o sentido do movimento, podendo, no entanto, variar o seu valor.
  • Numa trajetória curvilínea, a velocidade tem o sentido do movimento e é tangente à trajetória. Mas, como muda de direção em cada instante, nunca é constante.

movimento retilíneo uniforme

Em síntese

  • Num movimento retilíneo uniforme, um corpo move-se numa trajetória retilínea, percorrendo distâncias iguais em intervalos de tempo iguais, ou seja, a velocidade é constante.
  • No movimento retilíneo sem inversão de sentido a velocidade, em cada instante representa-se por um vetor com:
      • direção da trajetória;
      • sentido do movimento;
      • ponto de aplicação na posição do centro de massa no instante considerado;
      • valor constante e igual à rapidez média

Movimentos na Terra

Movimentos retilíneos variados

7

6

2

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5

3

Movimento retilíneo uniformemente acelerado

Em síntese

Gráfico velocidade x tempo

Movimento retilíneo uniforme

Aceleração média

Variação da velocidade

1

Movimento retilíneo uniformemente retardado

Movimentos retilíneos variados

Variação da velocidade

No dia a dia verificamos que a maior parte dos corpos variam a velocidade no decurso do seu movimento.

Como varia a velocidade da mota?

Movimentos retilíneos variados

Aceleração média

Usamos o valor da aceleração média para avaliarmos como varia, em média, a velocidade.

Movimentos retilíneos variados

Movimento retilíneo uniforme

Representação gráfica do movimento retilíneo uniforme

Gráfico velocidade x tempo

Movimentos retilíneos variados

Movimento retilíneo uniformemente acelerado

Vejamos o exemplo desta atleta que parte do repouso e aumenta gradualmente o valor da sua velocidade.

Aceleração média

Movimentos retilíneos variados

Movimento retilíneo uniformemente acelerado

Gráfico velocidade x tempo

Características M.R.U.A.

Movimentos retilíneos variados

Movimento retilíneo uniformemente retardado

Depois do atleta cruzar a meta, o valor da sua velocidade diminui gradualmente até parar.

Aceleração média

Movimentos retilíneos variados

Movimento retilíneo uniformemente retardado

Gráfico velocidade x tempo

Características M.R.U.R.

Movimentos retilíneos variados

Gráficos velocidade x tempo

No intervalo [0 ; 5] s, o movimento retilíneo é acelerado porque o valor da velocidade aumenta, desde 10 m/s até 18 m/s

No intervalo [5 ; 10] s, o movimento retilíneo é uniforme porque o valor da velocidade é constante, 18 m/s No intervalo [5 ; 10] s, o movimento retilíneo é uniforme porque a aceleração média é nula.

No intervalo [12 ; 24] s, o movimento retilíneo é retardado porque o valor da velocidade diminui, desde 30 m/s até 0 m/s.

No intervalo [24 ; 32] s, o corpo está em repouso porque a velocidade é nula: o valor da velocidade mantém-se igual a 0 m/s.

Movimentos retilíneos variados

Em síntese

A aceleração média calcula-se a partir do quociente entre a variação da velocidade (Δv) e o intervalo de tempo (Δt) em que decorreu essa variação.

3

4

2

Em síntese

Distância de reação e distância de travagem

Tempo de reação e tempo de travagem

1

Movimentos na Terra

Distância de segurança

Distância de segurança

Distância de segurança

Tempo de reação e tempo de travagem

Os veículos automóveis são rápidos e percorrem grandes distâncias em apenas 1 segundo.

A distância percorrida por um automóvel num segundo é grande. Uma distração ao volante tem riscos elevados.

Distância de segurança

Tempo de reação e tempo de travagem

A capacidade de condução é afetada pela distração do condutor, fazendo com que demore mais tempo a reagir. Supõe que um automóvel se desloca com velocidade constante e que, quando o condutor vê um obstáculo, trava para evitar a colisão.

Tempo de reação e de travagem

Distância de segurança

Distância de reação e distância de travagem

Durante o tempo de reação, o condutor percorre a distância de reação (sreação).

Cálculo da distância de reação

Distância de segurança

Distância de reação e distância de travagem

A distância que o automóvel percorre durante o movimento retardado, até se imobilizar, é a distância de travagem (stravagem).

Cálculo da distância de travagem

Distância de segurança

Distância de segurança

Para conseguirmos imobilizar um automóvel em movimento é necessário manter uma distância de segurança (ssegurança).

Cálculo da distância de segurança

Distância de segurança

Em síntese

  • O tempo de reação, Δtreação , é o intervalo de tempo que decorre entre o instante em que o condutor se apercebe do obstáculo e o instante em que inicia a travagem.
  • O tempo de reação depende de fatores inerentes ao condutor como fadiga, idade, consumo de álcool e drogas, condições atmosféricas adversas, distração...
  • O tempo de travagem, Δttravagem , é o intervalo de tempo que decorre entre o instante em que se inicia a travagem e o instante em que o veículo para.
  • O tempo de travagem depende de fatores inerentes ao automóvel como estado do veículo (pneus, travões...), condições climatéricas, estado do piso e velocidade.

7

6

2

4

5

3

Forças

Lei da ação-reação - 3ª Lei de Newton

Em síntese

Forças à distância

Forças de contacto

Como se detetam as forças

1

Forças e Movimentos

Forças e interação entre corpos

Resultante das forças

Todos os corpos estão sujeitos a forças. Nós detetamos as forças pelos efeitos que provocam nos corpos.

Forças e interação entre corpos

Como se detetam as forças

Forças e interação entre corpos

Forças de contacto

O efeito de forças resulta sempre da interação entre corpos.

Forças e interação entre corpos

Forças à distância

Forças e interação entre corpos

Forças

Uma força é uma grandeza vetorial, e como tal, é caracterizada por:

- Ponto de aplicação - Sentido (cada direção pode ter dois sentidos) - Direção - Intensidade (valor seguido da unidade correspondente)

Forças e interação entre corpos

Forças

Para medir a intensidade de forças usam-se dinamómetros.

Forças e interação entre corpos

Forças

Características de um dinamómetro analógico

Exemplo

Características de um dinamómetro analógico

Forças e interação entre corpos

Resultante das forças

Quando várias forças atuam sobre um corpo, cada uma delas origina um efeito nesse corpo. A força resultante é equivalente ao sistema de forças que atuam no corpo e corresponde à soma de todas as forças.

Resultante das forças com igual direção e sentido

Resultante das forças com igual direção e sentido oposto

Forças e interação entre corpos

Resultante das forças

Resultante das forças com igual direção e sentido

Duas pessoas empurram um carro na mesma direção e sentido.

Características da força resultante: Ponto de aplicação – no carro Direção – horizontal Sentido – da direita para a esquerda Intensidade – 3000 N

Forças e interação entre corpos

Resultante das forças

Resultante das forças com igual direção e sentido oposto

Duas raparigas puxam uma corda na mesma direção e em sentido oposto.

Características da força resultante: Ponto de aplicação – na cordaDireção – horizontal Sentido – da direita para a esquerda Intensidade – 300 N

Forças e interação entre corpos

Lei da ação-reação (3ªLei de Newton)

As forças resultam da interação entre corpos, atuando sempre aos pares. Quando um corpo exerce uma força sobre outro, o segundo exerce também uma força sobre o primeiro. O conjunto das duas forças constitui um par ação-reação.

Forças e interação entre corpos

Lei da ação-reação (3ªLei de Newton)

A existência de um par ação-reação é traduzida pela 3.ª lei de Newton

Exemplos

Forças e interação entre corpos

Lei da ação-reação (3ªLei de Newton)

Um martelo aplica uma força de intensidade 50 N num prego. E o prego? Também aplica uma força sobre o martelo? Também o prego aplica uma força no martelo com a mesma intensidade (50 N) , com a mesma direção, mas em sentido oposto.

Forças e interação entre corpos

Lei da ação-reação (3ªLei de Newton)

O peso de um corpo é a força que a Terra exerce sobre ele. O seu par ação-reação é a força que o corpo exerce sobre a Terra.

Forças e interação entre corpos

Lei da ação-reação (3ªLei de Newton)

Os corpos em repouso em superfícies horizontais exercem forças, que originam reações com igual intensidade.

Forças e interação entre corpos

Em síntese

  • As forças resultam da interação entre corpos.
  • As forças podem ser forças de contacto entre corpos ou forças à distância.
  • Uma força é uma grandeza vetorial caracterizada por direção, sentido, intensidade ou valor e ponto de aplicação. Representa-se por um vetor numa escala adequada.
  • A intensidade das forças mede-se com dinamómetros e a unidade SI é o newton, N.
  • A utilização dos dinamómetros exige que se saiba o valor do alcance e da menor divisão da escala.
  • Chama-se resultante de um sistema de forças que atuam num corpo à força equivalente a todas as forças desse sistema. Calcula-se somando vectorialmente todas as forças:
- Intensidade da resultante de forças com igual direção e sentido:- Intensidade da resultante de forças com igual direção e sentido oposto:

ou

  • Lei da ação-reação ou 3.a lei da dinâmica de Newton:
  • À ação de um corpo sobre outro corresponde sempre uma reação, igual em direção e intensidade e com sentido oposto, do segundo corpo sobre o primeiro.

Forças e interação entre corpos

Em síntese

7

8

6

2

4

5

3

Aceleração gravítica

1ª Lei de Newton

Em síntese

Inércia e segurança nos automóveis

Força resultante e os movimentos retilíneos

2ª Lei de Newton

Força resultante e aceleração

1

Forças e Movimentos

Forças e movimentos

Inércia

Forças e Movimentos

Força resultante e aceleração

A resultante das forças é a causa da alteração do estado de repouso ou do movimento do corpo.

Forças e Movimentos

Força resultante e aceleração

A constante de proporcionalidade, entre o valor da resultante das forças e da componente da aceleração é a massa do corpo.

Neste caso:

Forças e Movimentos

Lei fundamental da dinâmica (2ªLei de Newton)

Forças e Movimentos

Força resultante e os movimentos retilíneos

Podemos caracterizar os movimentos retilíneos estudados de acordo com a resultante das forças que atuam nos corpos.

  • Se a resultante das forças é constante, em direção, sentido e intensidade, a aceleração é também constante, pelo que o movimento é retilíneo uniformemente acelerado ou uniformemente retardado.
  • Se a resultante das forças é nula o movimento é retilíneo uniforme.

Movimento retilíneo uniformemente variado (acelerado ou retardado)

Forças e Movimentos

Aceleração gravítica

Quando abandonado, um corpo cai livremente sob ação da gravidade.

Galileu estabeleceu que todos os corpos em queda livre, na Terra, adquirem a mesma aceleração, , na ausência de resistência do ar. A aceleração gravítica, na superfície do planeta Terra tem o valor de: Para calcular o peso de um corpo, usa-se a expressão:

Forças e Movimentos

Inércia

No dia a dia conseguimos perceber as alterações no nosso estado de repouso ou de movimento.

Forças e Movimentos

Inércia

Exemplo

A inércia é a oposição que qualquer corpo oferece à variação da sua velocidade.

Forças e Movimentos

Inércia

Supõe dois carrinhos, inicialmente em repouso, com massas diferentes.

Quando a resultante das forças que atuam num corpo é nula, um corpo em repouso permanece em repouso e um corpo em movimento permanece em movimento retilíneo uniforme.

Forças e Movimentos

Lei da inércia (1ª lei de Newton)

  • Exemplos

  • 1ª Lei de Newton

Forças e Movimentos

Lei da inércia (1ª lei de Newton)

Apesar da resultante das forças ser nula não significa que não existam forças aplicadas, mas sim que a soma (vetorial) de todas as forças aplicadas é nula.

Forças e Movimentos

Lei da inércia (1ª lei de Newton)

Forças e Movimentos

Inércia e segurança nos automóveis

Quando um carro é atingido pela traseira, o dorso do corpo é empurrado para a frente, pelo banco, mas a cabeça tende a “ficar para trás”, o que pode provocar lesões. Os apoios de cabeça servem para evitar estas lesões.

Quando um carro trava abruptamente, devido ao choque com um obstáculo, os corpos tendem a “seguir em frente” com a velocidade que tinham antes da travagem, chocando com o volante, os bancos ou o para-brisas. Os cintos de segurança podem evitar esta situação.

O transporte de cargas soltas em veículos é extremamente perigoso. Estas devem ser presas, impedindo assim que se movimentem em caso de travagem abrupta.

Forças e Movimentos

Em síntese

  • Um corpo sujeito a um conjunto de forças cuja resultante não é nula tem movimento com velocidade variável, ou seja, tem aceleração.
  • Lei fundamental da dinâmica ou 2.ª lei de Newton: a resultante das forças que atuam num corpo é diretamente proporcional à aceleração que ele adquire, sendo a constante de proporcionalidade igual à massa do corpo.
  • Caracterização dos movimentos e a resultante das forças:

Forças e Movimentos

Em síntese

  • Para calcular a intensidade do peso, P, recorremos à 2.ª lei de Newton.
  • A queda de um corpo sujeito apenas à ação do peso é um movimento retilíneo uniformemente acelerado.
  • Chama-se inércia à oposição que um corpo oferece à alteração da sua velocidade.
  • Quanto maior for a massa de um corpo maior é a dificuldade em alterar o seu estado de repouso ou de movimento, ou seja, maior é a sua inércia.
  • Quando um corpo está sujeito a um conjunto de forças cuja resultante é nula, a sua velocidade não varia. O corpo pode estar em repouso ou ter movimento retilíneo uniforme.
  • Lei da inércia ou 1.a lei de Newton: qualquer corpo permanece em repouso ou com movimento retilíneo uniforme se a resultante das forças que nele atuam for nula.
  • A compreensão da inércia dos corpos, ajuda na criação de dispositivos de segurança para os automóveis, tais como os cintos de segurança e os apoios de cabeça.

2

4

3

Em síntese

Elementos de segurança

Pressão

Força de colisão

1

Forças e Movimentos

Forças e segurança rodoviária

Forças e segurança rodoviária

Força de colisão

São realizados testes de impacto em automóveis para podermos saber quais as consequências dos acidentes para os ocupantes.

A força exercida sobre um automóvel, durante uma colisão, designa-se genericamente por força de colisão.

Forças e segurança rodoviária

Força de colisão

Automóvel em repouso

Forças que atuam no automóvel:

  • Peso

  • Reação Normal

Como estas forças são simétricas a força resultante é nula

Automóvel durante uma colisão

Forças que atuam no automóvel:

  • Peso

  • Reação Normal

  • Força de colisão

Forças e segurança rodoviária

Força de colisão

Dois veículos de massas diferentes colidem com um obstáculo.

Forças e segurança rodoviária

Força de colisão

Dois veículos com a mesma massa colidem com um obstáculo.

Forças e segurança rodoviária

Força de colisão

Dois veículos com a mesma massa colidem à mesma velocidade, um contra um muro e o outro contra uma pilha de pneus encostada ao mesmo muro.

Forças e segurança rodoviária

Pressão

Além da força, há outra grandeza que determina o que acontece na sequência de colisões, trata-se da pressão.Chama-se pressão à grandeza física que relaciona a intensidade da força exercida numa superfície com a área dessa superfície.

Em ambas as situações a área de superfície é a mesma.

Em ambas as situações a área de superfície é a mesma.

Forças e segurança rodoviária

Pressão

A pressão, p, é calculada pelo quociente entre a intensidade da força exercida, F, e a área da superfície, A, em que está aplicada.

Forças e segurança rodoviária

Elementos de segurança

Os elementos de segurança aqui apresentados permitem reduzir os efeitos de uma colisão, aumentando o tempo da sua duração e reduzindo, assim, a força associada. Também distribuem esta força por uma área maior, reduzindo a pressão exercida.

Forças e segurança rodoviária

Em síntese

  • A força de colisão é a força exercida sobre um veículo, durante uma colisão.
  • Durante uma colisão, a força que atua no veículo, diminui a sua velocidade até esta se anular.
  • A intensidade da força de colisão, depende da massa do veículo, da velocidade no momento da colisão e do intervalo de tempo da colisão. Calcula-se pela expressão:
  • A força de colisão é tanto maior quanto:
    • Maior for a massa do veículo;
    • Maior a velocidade do veículo;
    • Menor o tempo de colisão.
  • A pressão é uma grandeza física escalar, cuja unidade SI é o pascal, Pa.

Forças e segurança rodoviária

Em síntese

  • A pressão relaciona-se com a intensidade da força exercida e com a área da superfície sobre a qual é aplicada, através da expressão:
  • A pressão é:
    • tanto maior quanto maior for a força aplicada, mantendo a área de superfície de contacto.
    • tanto maior quanto menor for a área de superfície de contacto, para a mesma força aplicada.
  • Cintos de segurança, airbags, capacetes que têm o interior almofadado e apoios de cabeça, devido à sua facilidade de deformação, aumentam o tempo de atuação da força exercida sobre os passageiros durante a colisão, diminuindo a sua intensidade.
  • Cintos de segurança, airbags, capacetes e apoios de cabeça têm uma grande área de contacto com os passageiros, o que diminui a pressão exercida pela força que neles atua durante uma colisão.

2

4

3

Em síntese

Quando é que o atrito é útil

De que depende a intensidade da força de atrito

Forças de atrito

1

Forças e Movimentos

Força de atrito

Força de atrito

Forças de atrito

Por que motivo uma caixa não desliza logo que se exerce uma força?

Logo que se exerce uma força na caixa, surge uma força oposta e com igual intensidade. Estas forças anulam-se.

Então:

Força de atrito

Forças de atrito

Se formos aumentando a força exercida, num dado instante, a caixa entrará em movimento.O deslizamento inicia-se no momento em que a intensidade da força aplicada é superior à da força de atrito.

Então:A força resultante passa a ser diferente de zero.

Força de atrito

Forças de atrito

Ao deixar de se exercer força na caixa, a força de atrito continua a existir enquanto houver movimento.

O que acontece quando deixa de ser exercida força na caixa?

A força resultante é a força de atrito.

Força de atrito

Forças de atrito

Ao deixar de se exercer força na caixa, a força de atrito continua a existir enquanto houver movimento.

O que acontece quando deixa de ser exercida força na caixa?

A força resultante é a força de atrito.

A força de atrito acaba por parar a caixa.

Força de atrito

De que depende a intensidade da força de atrito

Superfície com tampo de vidro polido

Superfície com tampo de vidro polido

Força de atrito

De que depende a intensidade da força de atrito

Superfície com tampo de vidro polido

Superfície com tampo de vidro polido

A força mínima necessária para deslocar o bloco é menor.

A força mínima necessária para deslocar o bloco é maior.

Força de atrito

De que depende a intensidade da força de atrito

Menor massa

Maior massa

Força de atrito

De que depende a intensidade da força de atrito

Menor massa

Maior massa

A força mínima necessária para deslocar o bloco é menor.

A força mínima necessária para deslocar o bloco é maior.

Força de atrito

De que depende a intensidade da força de atrito

Menor superfície de contacto

Maior superfície de contacto

Força de atrito

De que depende a intensidade da força de atrito

Menor superfície de contacto

Maior superfície de contacto

A força mínima necessária para deslocar os blocos com o mesmo peso, mas com áreas diferentes da superfície de contacto, é igual nos dois casos.

Força de atrito

Quando é que o atrito é útil

Consoante as situações, as forças de atrito podem ter efeitos úteis ou prejudiciais.

Força de atrito

Força de atrito

Quando é que o atrito é útil

Força de atrito útil

Força de atrito

Quando é que o atrito é útil

Força de atrito prejudicial

Força de atrito

Em síntese

  • A força de atrito é uma força que se opõe ao deslizamento ou à tendência para esse movimento e resulta da interação entre o corpo e a superfície com que contacta.
  • A força de atrito pode ser útil ou prejudicial.
  • É importante minimizar o atrito para facilitar o movimento, o que se consegue, por exemplo, reduzindo a rugosidade ou alterando a natureza das superfícies de contacto.
  • O atrito é indispensável para que haja movimento e para o tornar seguro.
  • Por vezes é importante aumentar o atrito, o que se consegue aumentando a aderência e a rugosidade das superfícies de contacto.

Distância de segurança

Tempo de travagem

O tempo de travagem aumenta com:

Distância de segurança

Tempo de reação

O tempo de reação aumenta com:

Em ambas as situações a área de superfície é a mesma.

Em corpos de igual massa quanto maior for a resultante das forças maior será a aceleração que o corpo adquire.

Cálculo da distância de reação

Durante o tempo de reação, o movimento do automóvel é uniforme.

Verifica-se que a distância de reação depende da velocidade e do tempo de reação.

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Gráfico velocidade x tempo

A resultante das forças que atuam num corpo e a sua aceleração têm a mesma direção e sentidos iguais, uma vez que a massa é um valor sempre positivo.

No caso do motociclista:

Aceleração média

Gráfico velocidade x tempo

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A força que surge com sentido oposto ao da força aplicada na caixa, designa-se por força de atrito.

  • Resulta da interação das superfícies em contacto e, neste caso, impede o movimento da caixa.
  • Representa-se sempre por um vetor com sentido oposto ao do deslizamento.

Gráfico velocidade x tempo

Par ação-reação

As forças que constituem um par ação-reação são sempre iguais em valor e não se anulam, pois estão aplicadas em corpos diferentes.

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Cálculo da distância de segurança

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Rapidez Média

Como se relaciona o metro por segundo, m/s com o quilómetro por hora, km/h?

Relembra que: 1 km = 1000 m e 1 h = 3600 s

Cálculo da distância de travagem

Durante o tempo de travagem, o movimento do automóvel é uniformemente retardado.

Verifica-se que a distância de travagem depende da velocidade e do tempo de travagem.

Velocidade numa trajetória retilínea

Numa trajetória retilínea, a velocidade tem a direção e o sentido do movimento, podendo, no entanto, variar o seu valor.

O nadador 1 tem maior velocidade do que o nadador 2.

Características do movimento retilíneo uniformemente retardado (m.r.u.r.):

M.R.U.R.

Rapidez Média

A rapidez média do automóvel laranja é maior do que a rapidez média do automóvel azul.

No intervalo de tempo considerado, : Significa que, num segundo, o motociclista aumentou a sua velocidade de 10 m/s para 14 m/s, ou seja, em 4 m/s. Dizemos que tem aceleração.

Variação da velocidade

Velocidade numa trajetória curvilínea

Numa trajetória curvilínea, a velocidade tem o sentido do movimento e é tangente à trajetória. No entanto, a velocidade nunca é constante, pois muda de direção em cada instante.

Características do movimento retilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.):

M.R.U.A

Em ambas as situações a área de superfície é a mesma.