Movimento retilíneo uniforme

2013-04-16T18:06:07Z

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==Introdução==

Movimento Retilíneo Uniforme : este tipo de movimento se define por variações de espaços iguais em intervalos de tempo iguais, em outras palavras a velocidade é constante.

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Imagem:Física1.png
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Observe no nosso exemplo que o rapaz percorre espaços iguais em tempos iguais. Ele leva 2 s para percorrer cada 10 m, ou seja, quando está a 10 m se passaram 2 s, quando está em 20 m se passaram 4 s e assim sucessivamente, de tal forma que se calcularmos sua velocidade em cada uma das posições descritas (em relação a posição inicial, que neste caso é zero), teremos:

<math>v_m=\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{10}{2}=\frac{20}{4}=\frac{30}{6}=\frac{40}{8}=5m/s</math>

Portanto quando falamos de MRU não tem mais sentido em utilizarmos o conceito de velocidade média, já que a velocidade não se altera no decorrer do movimento, logo passaremos a utilizar:

v = vm

Função horária do M.R.U

Partindo da definição da velocidade:

<math>v=\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{s_2-s_1}{t_2-t_1}</math>

Aplicando as observações descritas acima, temos:

<math>v=\frac{s-s_0}{t-0}</math>

Simplificando a expressão, temos que:

<math>v.t=s-s_0 \,\!</math>

Isolando o espaço s, fica:

<math>s_0+v.t=s \,\!</math>

Portanto a Função Horária do MRU é dada por:

<math>s=s_0+v.t \,\!</math>

==Aplicação da formula==

Um tiro é disparado contra um alvo preso a uma grande parede capaz de refletir o som. O eco do disparo é ouvido 2,5 segundos depois do momento do golpe. Considerando a velocidade do som 340m/s, qual deve ser a distância entre o atirador e a parede?

<math>\begin{align} \Delta t & = 2,5s \\ v_m & = 340 m/s \end{align}</math>

Aplicando a equação horária do espaço, teremos:

<math>S_{final}=S_{inicial}+v \cdot \Delta t</math>

, mas o eco só será ouvido quando o som "ir e voltar" da parede.
Então:

<math>S_{final}=2S \,\!</math>

<math>\begin{align} 2S & =0+\frac{340m}{s}\cdot 2,5s \\ 2S & =850m \\ S & =\frac{850m}{2}=425m \end{align}</math>

É importante não confundir o s que simboliza o deslocamento do s que significa segundo. Este é uma unidade de tempo. Para que haja essa diferenciação, no problema foram usados: S (para deslocamento) e s (para segundo).

==Diagramas==

Podemos observar que o espaço é uma função do tempo s = f(t), do 1º grau em t.
Uma função de 1º grau é representada graficamente por uma reta, no sistema de coordenadas cartesianas, em relação ao eixo dos tempos.

Para v > 0 a função é crescente, assim o gráfico da função pode ser:

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Imagem:Física_12.png
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Notamos que o gráfico da função é uma reta crescente, portanto, o movimento é progressivo, ou seja, o móvel caminha na mesma direção e sentido da orientação da trajetória.

Para v < 0 a função é decrescente, e a representação gráfica da função é:

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Imagem:Física_13.png
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Nesse caso a velocidade é menor do que zero (v < 0), o movimento é retrógrado, ou seja, o móvel caminha no sentido contrário ao da orientação da trajetória.

==Gráficos da velocidade==

Como a velocidade escalar média é constante, os gráficos podem ser:

1 – Para v > 0:
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Imagem:Física_14.png
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Note que o gráfico da velocidade é uma reta paralela ao eixo dos tempos, para v = f(t). Essa função é uma função constante.

2 – Para v < 0:

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Imagem:Física_15.png
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Nota: Os gráficos não determinam a trajetória, apenas representam as funções do movimento.

Como no movimento uniforme a aceleração é nula (a=0), o gráfico da aceleração é uma reta que coincide com o eixo dos tempos.

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Imagem:Física_16.png
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* cte = constante

==Resolução de questões com gráficos :==

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Imagem:Física_17.png
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Analisando o gráfico, é possível extrair dados que deverão ajudar na resolução dos problemas:

{| class="wikitable"
|-
| S || 50m || 20m || -10m
|-
| T || 0s || 1s || 2s
|}

Sabemos então que a posição inicial será a posição = 50m quando o tempo for igual a zero. Também sabemos que a posição final s=-10m se dará quando t=2s. A partir daí, fica fácil utilizar a equação horária do espaço e encontrar a velocidade do corpo:

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Imagem:Física_18.png
</gallery>

==Velocidade Relativa==

Consideremos duas partículas A e B movendo-se em uma mesma trajetória e com velocidades escalares A e B , em duas situações distintas: movendo-se no mesmo sentido e em sentidos opostos.
A velocidade escalar que uma das partículas possui em relação à outra (tomada como referência) é chamada de velocidade relativa ( REL) e o seu módulo é calculado como relatamos a seguir.

{| class="wikitable"
|-
! I. Móveis em Sentidos Opostos !! II. Móveis no Mesmo Sentido
|-
| <gallery>
Imagem:Física_19.png
</gallery> || <gallery>
Imagem:Física_20.png
</gallery>
|}

Observação:
Ao estabelecermos um movimento relativo entre móveis, um deles é tomado como referência e, portanto, permanece parado em relação a si mesmo, enquanto o outro se aproxima ou se afasta dele com uma certa velocidade relativa. Observe isto no esquema abaixo.

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Imagem:Física_21.png
</gallery>

==Aplicação das formulas==

a) <gallery>
Imagem:Física_22.png
</gallery>

b) <gallery>
Imagem:Física_23.png
</gallery>

==Curiosidades==

'''Radar'''

Radar, do termo em inglês Radio Detection and Ranging, é um aparelho utilizado para localizar objetos a longa distância.
Para que o radar consiga precisar a localização de um objeto, é utilizado um circuito eletrônico analisador, que compara os pulsos emitidos e suas eventuais reflexões, sendo capaz de determinar o tempo transcorrido entre a emissão e a recepção do eco (veja a figura abaixo).

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Imagem:Física_24.png
</gallery>

Medindo-se esse tempo e considerando-se a velocidade de propagação do pulso (cerca de 300000 quilômetros por segundo), obtém-se a distância do objeto. Para essa conta, é usada a equação horária do espaço do Movimento Retilíneo Uniforme (MRU), supondo que os pulsos de radiações propagam-se em linha reta e com velocidade constante.

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