Dicas do professor Rafael Rodrigues (UFCG, campus Cuité) e do professor Gilberto Filho (escola estadual PHB), para quem vai fazer o ENEM, na escola estadual PHB de Alagoa Grande, hoje, 30 de outubro.
Vamos resolver uma questão de cinemática e no final apresentaremos algumas dicas do sistema periódico do oscilador massa mola. No nosso blog ciências e educação, rafaelrag.blogspot.com tem outras questões de física que caíram em ENEM.
Vamos resolver uma questão de cinemática e no final apresentaremos algumas dicas do sistema periódico do oscilador massa mola. No nosso blog ciências e educação, rafaelrag.blogspot.com tem outras questões de física que caíram em ENEM.
Antes de fazer os cálculos em uma questão de Física você deve transformar as unidades para o mesmo sistema de medidas. Assim como nas olimpíadas de Física, sugerimos você escolher o SI-sistema internacional de medida. Depois basta substituir os números nas equações sem ter que escrever as unidades, pois no final já sabemos a unidade.
Exemplo, qual a velocidade édia do carro, no SI, para sair do centro da cidade de Alagoa Grande e chegar no quilombo Caiana dos Crioulos em 20 minutos?
Solução.
Vamos transformar os dados e no final já sabemos que a unidade de velocidade no SI é m/s. Dados: distância d=14km=14000m, tempo t=20 minutos=20x60s=1200s. Portanto, substituindo na equação da velocidade, v=d/t =14000/1200=140/12=12, ou seja, no SI, a velocidade média do carro é v=12m/s. Fizemos os cálculos e no final colocamos no SI. Mas, o velocímetro do carro marca em km/h.
Neste caso, transformando, 1km= 1000m e 1h=60minutos=60x60s=3600s, obtemos: v=12m/s= 12x36 km/10s=432km/10s=43,2km/h, ou seja, a velocidade do carro será de aproximadamente v=43km/h.
Energia potencial Elástica
No sistema massa-mola, a força restauradora da mola tende a levar a massa de volta para origem, no sentido contrário a orientação positiva, isto é, a componente da força da mola é (F índice inferior x) F_x=kx, sendo k a constante elástica característica da mola, ou seja, cada mola tem sua constante k. Em módulo, a força da mola, F=kx. Está equação representa uma lei Física, denominada de Lei de Hooke. NoI é medida em N/m. No ENEM 2017, caiu o gráfico da energia cinética do oscilador massa-mola sem atrito, uma parábola com a caridade para baixo. O gráfico da energia potencial elástica é um gráfico de uma parábola centrada na origem com a concavidade voltada para cima, E_pe=kx^2(x ao quadrado).
Agora vamos explicar a tabela do sistema internacional de medida (SI). Neste sistema padrão de medidas das grandezas físicas, temos: d=distância, é medida em metros (m), t=tempo medido em segundo (s), v=velocidade, medida em m/s, a=aceleração, F=força, medida em Newton(N), q= carga elétrica, medida em coulomb (C), campo elétrico, N/C, energia em joule (J), potencial elétrico em volt(V), corrente elétrica em ampere(A), campo magnético em tesla(T). Ainda no SI, temos: volume é medido em metros cúbicos, área em metros quadrados, temperatura em Kelvin (K), calor é energia vem trânsito e, por isso, é medido em joule (J). Período é o tempo que se repete, por exemplo, nos sistemas oscilatórios como o sistema massa- mola, as batidas do coração, o tempo de oscilações em um relógio de pêndulo, etc.
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. Portanto, o que caracteriza o oscilador harmônico simples é a seguinte condição:
ax =-w2x .
Energia Mecânica
A energia mecânica total é a soma de duas parcelas: energia cinética (Ec) e energia potencial (Epe). Desprezando o atrito, a energia mecânica EM é conservativa, ou seja a energia potencial se transforma em energia cinética e vice-versa, sem mudar o valor da soma de ambas parcelas. Escolhendo dois pontos A e B, podemos escrever a lei de conservação:
EM(A) = EM(B),
com
EM = Ec + Epe
Ec= mv2 /2
Epe = kx2 /2
Se o movimento for no plano o vetor velocidade tem duas componentes, digamos no plano xy, (vx , vy), o quadrado do seu módulo é dado por
v2 = vx2 + vy2 .
Demonstramos também que a energia potencial elástica é proporcional ao quadrado da coordenada de posição, cuja constante de proporcionalidade é a metade da constante elástica da mola, k.
Como determinar a constante elástica da mola, k, que é uma característica de cada mola? Considerando o oscilador na vertical, temos:
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