Clique no link da Rádio PiemonteFM. Ultrapassamos a marca de 2 milhões e MEIO de acessos. Obrigado pela divulgação de nosso portal de notícia. Contato por email rafael@df.ufcg.edu.br. Agradecemos a todos pela participação, tendo como o único editor o professor Rafael Rodrigues da UFCG, Cuité-PB. Programa informativo GEMAG, aos domingos, 12:30h às 14h, na rádio PiemonteFM, transmitido por este blog. .
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Aulas 06 e 07-2025.2-Instrumentação I, revisão da cinemática escalar e vetorial. Leis de Newton com o professor Rafael
Nesta aula de revisão sobre cinemática escalar, gravada no IQUANTA da UFCG, campus sede, vimos a definição das grandezas cinemáticas de coordenada de posição, velocidade média e aceleração.
Revisão de cinemática, a equação de Torricelli no MRUV. Ele estudou com Galileu e aprendeu pela primeira vez o conceito de velocidade inventado por Galileu. Este usou as batidas do coração para medir o tempo e definiu a velocidade como sendo a distância percorrida dividido pelas batidas do coração. Ele conseguia fazer a previsão do tempo gasto de chegada de um local a outro. Isso surpreendeu muita gente da época. Para melhorar a precisão, Galileu inventou o relógio de pêndulo.
Projeto 1: Determinando a aceleração a partir de dados experimentais de objeto em movimento na reta: verificação experimental do MRUV.
Nessa experiência de cinemática, usando material de baixo custo, para determinar a aceleração a partir dos dados experimentais. O experimento pode ser um carrinho se deslocando em linha reta ou uma esfera rolando sobre um triplo de cortina.
Após construir a tabela com os valores das distâncias e os tempos, fazemos um um gráfico em um papel milimetrado, x versus t2, no caso do MRUV será uma reta que passa mais próxima possíveis dos pontos experimentais. O ponto experimental que ficar mais distante da reta, significa que foi cometido um erro maior naquela medida.
Em seguida, esquecemos os pontos experimentais e marcamos dois pontos em cima da reta, para calcularmos o coeficiente angular: neste experimento, será a variação da vertical ∆x dividido pela variação da horizontal ∆t2. Como neste caso, o coeficiente angular tem dimensões de distância dividido pelo tempo ao quadrado, o que estamos encontrando é a aceleração experimental. Lembre-se que em todo experimento temos os erros experimentais e valor encontrado para a aceleração será um valor aproximado do valor teórico.
Leia mais
O Discípulo de Galileu que mediu a pressão atmosférica: Torricelli
A pressão atmosférica foi medida pela primeira vez pelo discípulo de Galileu, Torricelli, em 1643. Ele usou um tubo cheio de mercúrio com uma das extremidades aberta e colocou dentro de uma vasilha contendo mercúrio e observou que o fluido dentro do tubo ficou a uma altura de 76cm da superfície.
Torricelli
O .professor Rafael Rodrigues explicará nesta Aula 06 de Instrumentação I, a lei de atração gravitacional, as três leis de Newton: 1a.) Lei da Inércia, 2a.) Princípio fundamental da dinâmica e 3a.) Ação e Reação. Ele falará da massa relativística e as 4 interações fundamentais da da Natureza: gravitacional, eletromagnética, Fraca e Forte. O professor Rafael irá propor um experimento de dinâmica: verificação experimental das leis de Newton com materiais de baixo custo, em um sistema composto por carrinho sendo puxado por um porta-massa pendurado, conectado com o carrinho através de uma carretilha de máquina de costurar.
Você que está se preparando para o ENEM. Venha estudar pelas aulas remotas da disciplina de Introdução à Física do RAE- UFCG, ministrada pelo Professor Rafael Rodrigues da UFCG, campus Cuité-PB.
(ENEM 2012. Questão 66, Caderno amarelo, prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias)
Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h.
Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega?
a) 0,7
b) 1,4
c) 1,5
d) 2,0
e) 3,0
Solução
Dados
v = 80 km/h d = 80 km
t=?
V = 120 km/h D = 60 km
T=?
Como o veículo viaja com velocidade constante, a equação que relaciona a distância, a velocidade e o tempo torna-se: v=d/t. As grandezas cinemáticas estão no mesmo sistema de unidade e agora basta substituir os números e fazer os cálculos do tempo em cada percurso. O tempo total será a soma de ambos tempos t e T.
t=d/v=80/80=1. Então, t=1h.
T=D/V=60/120=6/12=3/6=0,5. Então, T=0,5h.
Portanto, o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega resulta em:
t+T=(1+075)h=1,5h. Resposta é a letra C).
Fundamentação teórica
MRU-Movimento retilíneo uniforme
Na escola da educação básica, você estudou o conceito de velocidade média, taxa de variação da posição pelo tempo, ou seja, v=ΔX/Δt, lê-se delta x por delta t. Com ΔX= distância total percorrida e Δt=tempo gasto no percurso total. Unidade no SI:, distância é m(metro), tempo é s(segundo) e velocidade m/s.
Exemplos.
1) Qual a velocidade de um carro, para chegar em Juarez Távora-PB, pela rodovia PB-079 saindo de Alagoa Grande e passando pela entrada do distrito de Zumbi, durante 10 minutos. Lembre-se que a distância percorrida é 18km. Determine a velocidade a) em km/h e b) No SI.
Solução
a)
b) No SI, a velocidade é medida em m/s.
Como, 1km=1000m e 1h=3600s.
Então,
v=108 km/h=(108x1000/3600)m/s=30m/s
2) Qual a velocidade de um carro, para chegar no trevo da BR230, saindo de Alagoa Grande-PB e passando pela cidade de Juarez Távora, durante 15 minutos. Lembre-se que a distância de Alagoa Grande este trevo é 23km. Determine a velocidade a) em km/h e b) No SI.
3) Considere dois carros indo na mesma direção, com velocidades constantes, separados por uma distância de 800m, sendo que o carro 2 tem a velocidade de 80km/h e o carro 1 está com a velocidade de 60km/h. Qual o tempo em acontecerá a ultrapassagem?
MRUV
Movimento retilíneo uniformemente variado: movimento de um corpo em relação a um referencial, tendo aceleração constante e a velocidade variável.
Equação da velocidade no MRUV
Equação horária x(t)=? No gráfico da velocidade versus o tempo, a coordenada de posição será a área abaixo da curva.
A equação horária torna-se uma função do sendo grau no tempo.
Equação de Torricelli: em um problema de cinemática se não deu o tempo e não pede o tempo, usamos a equação de Torricelli.
Aceleração Experimental
O coeficiente angular da reta: variação da vertical pela horizontal.
Foi Visto na segunda aula
Vimos na aula 02, o professor Rafael apresentou sua primeira proposta experiência com material de baixo custo: verificação experimental do Movimento retilíneo uniforme variado(MRUV). Ele utiliza uma esfera rolando em um trilho de cortina com uma pequena inclinação para realizar o movimento na reta com aceleração constante.
Cinemática vetorial lançamento de projétil, utilizando kits de materias de baixo custo.
Planejando um kit experimental da cinemática vetorial.
Queda livre.
Aula 07- Instrumentação I, Leis de Newton
As grandezas Físicas são divididas em dois grupos: escalar e vetor.
Uma grandeza Física escalar é completamente caracterizada por um número e unidade. Exemplos: massa, tempo, energia, volume, etc. Se você chegar em uma padaria e pedir 200g de bolo o comerciante irá entender.
Uma grandeza Física vetorial, além do número e unidade precisa de direção para ficar completamente caracterizada. Exemplos: velocidade, aceleração, força, etc.
Durante a peste negra na Inglaterra, no século XVII, Newton foi estudar no sítio de seus avós. Naquela época, ele já conhecia a cinemática de Galileu, o estudo do movimento sem se preocupar com as suas causas: Movimento retilíneo uniforme (MRU com velocidade constante e a queda Livre(um corpo caindo no vácuo, isto é, o corpo cai em um ambiente sem o atrito viscoso do ar) é um Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV, velocidade variável e aceleração constante).
1a. Lei de Newton. É a lei da inércia. Diz que um corpo está em repouso ou em MRU a não ser que alguma força atue sobre ele. Exemplo: se você está dentro de um carro em movimento e o motorista pisa no freio, a tendência é você continuar em movimento.
3a. Lei de Newton. É a lei da ação e reação. Elas atuam em corpos diferentes. Exemplo, quando você empurrar uma parede sentirá uma força contrária, da parede empurrando você. A ação e reação tem mesmo módulo (intensidade) e sentido contrário.
2a. Lei de Newton; força resultante é igual ao produto da massa vezes a aceleração adquirida, devido a aplicação de uma ou mais forças (força resultante),
F=Mꭤ
F é o vetor força resultante: soma vetorial de todas as forças aplicadas ao corpo de massa M.
M é a massa constante e
ꭤ é a aceleração.
Veja o professor Rafael divulgando a SNCT e faz a explicação de como verificar as leis de Newton usando materiais de baixo custo.
No experimento a seguir é explicado como fazer a medida da aceleração experimental de um sistema compostos por dois blocos usando o coeficiente angular da reta. Como eles estão ligados pela mesma corda, a aceleração dos dois blocos é a mesma e a tração na corda atuam em sentido contrário.
A aceleração teórica é calculada aplicando a segunda lei de Newton em cada bloco: a força resultante é igual ao produto da massa do bloco e a aceleração resultante.
O primeiro passo é desenhar o diagrama de força que atua em cada bloco. A força resultante é a soma vetorial de todas as forças que atuam no bloco
Veja os detalhes no vídeo.
A aula 07 de instrumentação I será hoje, 7/11, sendo transmitida pelo blog rafaelrag, ciências e educação. O .professor Rafael Rodrigues irá resolver questões de dinâmica: aplicações das leis de Newton.
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