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Capítulo 474 Exemplos: s 0 v s = s 0 + vt unidade 3 m 2 m/s s = 3 + 2t (SI) 6 m –3 m/s s = 6 – 3t (SI) –4 m –5 m/s s = –4 – 5t (SI) 0 4 m/s s = 4t (SI) 0 3 m/s s = 3t (SI) 3. Diagramas horários do movimento uniforme Diagrama posição × tempo Como concluímos anteriormente, no movimento uniforme, a equação horária é do 1º. grau em t. Desse modo, num diagrama cartesiano, o gráfico de s em função de t é uma reta oblíqua aos eixos. No movimento progressivo (v > 0), a posição cresce com o tempo (fig. 2) e, no movimento retrógrado (v < 0), a posição decresce com o tempo (fig. 3). A ordenada do ponto onde a reta corta o eixo dos s é a coordenada da posição inicial s 0 . s s 0 0 t Figura 2. Movimento uniforme progressivo (v > 0). s s 0 0 t Figura 3. Movimento uniforme retrógrado (v < 0). Diagrama da velocidade escalar (v × t) Sendo a velocidade escalar constante, isto é, a mesma em qualquer instante, concluí mos que o gráfico de v em função de t é uma reta paralela ao eixo dos t. Esta pode estar acima do eixo dos t (v > 0) (fig. 4) ou abaixo desse eixo (v < 0) (fig. 5). v v > 0 0 t Figura 4. Movimento uniforme progressivo. v v < 0 0 t Figura 5. Movimento uniforme retrógrado. Movimento uniforme (MU) 75 1. A equação horária de um móvel é s = 8 – 2t, para s e t em unidades do SI. a) Determine a posição inicial s 0 e a velocidade escalar v do movimento. b) Classifique o movimento em progressivo ou retrógrado. c) Determine a posição do móvel no instante t = 3 s. d) Em que instante o móvel passa pela origem da trajetória? e) O que se pode dizer a respeito da trajetória do móvel? Resolução: a) Comparando s = 8 – 2t com s = s 0 + v · t, concluímos que: s 0 = 8 m e v = –2 m/s Observe que a velocidade escalar instantânea é constante e igual à velocidade escalar média em qualquer intervalo de tempo. b) O movimento é retrógrado, pois v < 0. c) Para t = 3 s, vem: s = 8 – 2 · 3 s = 2 m d) No instante em que o móvel passa pela origem da trajetória, temos s = 0: 0 = 8 – 2t 2t = 8 ⇒ t = 4 s e) Como a equação horária é do 1o. grau em t, concluímos que o movimento é uniforme. Quanto à forma da trajetória, nada podemos dizer. 0 50 100 150 s (km) Exercícios de Aplicação 2. Um carro desenvolve, em uma trajetória retilínea, um movimento uniforme de equação horária s = 200 – 50t (para s em km e t em h). a) Determine a abscissa da posição do móvel para t = 1,0 h. b) Determine o instante em que o móvel passa pela origem da trajetória (s = 0). c) O movimento é progressivo ou retrógrado? 3. Um móvel realiza movimento uniforme. Sabe-se que no instante t = 0 a abscissa do móvel é –10 m. Escreva a equação horária, sabendo que a velocidade escalar tem valor absoluto 15 m/s. Considere os casos em que: a) o movimento é progressivo; b) o movimento é retrógrado. Resolução: A abscissa do móvel no instante t = 0 é s 0 = –10 m. Se o movimento for progressivo, v = +15 m/s e, se for retrógrado, v = –15 m/s. Assim, temos: a) s = s 0 + v · t s = –10 + 15t (SI) b) s = s 0 + v · t s = –10 – 15t (SI) 4. As figuras representam as posições, no ins- tante t = 0, de duas partículas, A e B, em movimento uniforme. Os sentidos dos movi- mentos também estão indicados na figura. As partículas A e B possuem velocidades esca- lares de valor absoluto 10 m/s e 20 m/s, respectivamente. Determine suas equações horá- rias, referidas à trajetória orientada. A 0 10 20 30 40 s (m) + 0 10 20 B 30 40 s (m) + Il u St r A ç õ ES : zA pt Resolução: Partícula A: da figura, tiramos: s 0 = 20 m. Sendo o movimento de A progressivo, vem: v = +10 m/s. Portanto: s = s 0 + v · t s = 20 + 10t (SI) Partícula B: da figura, tiramos: s 0 = 30 m. Sendo o movimento de B retrógrado, vem: v = –20 m/s. Portanto: s = s 0 + v · t s = 30 – 20t (SI) Capítulo 476 + (t = 0) (s 0 ) t 1 = 10 s 250 m t 2 = 20 s 450 m 5. Um móvel em movimento uniforme possui abs- cissa s 1 = 12 m no instante t 1 = 2,0 s e abscissa s 2 = 21 m no instante t 2 = 5,0 s. Qual a equação horária do móvel? Resolução: Sendo o movimento uniforme, a equação horária é: s = s 0 + v · t. Devemos então determinar s 0 e v. Para isso, vamos obter um sistema de duas equações: t 1 = 2,0 s s 1 = 12 m 12 = s 0 + v · 2,0 1 t 2 = 5,0 s s 2 = 21 m 21 = s 0 + v · 5,0 2 De 1 e 2 resulta: s 0 = 6,0 m e v = 3,0 m/s. Assim: s = s 0 + v · t ⇒ s = 6,0 + 3,0t (SI) 6. Um carro descreve uma trajetória retilínea em movimento uniforme. A figura nos mostra algu- mas posições ocupadas e os respectivos instantes. 8. A tabela a seguir apresenta valores de abscissa e do tempo para um móvel em movimento uniforme. Tempo (s) 1,0 2,0 4,0 t 2 Abscissa (m) 2,0 s 1 11,0 17,0 Determine: a) a velocidade escalar do móvel; b) a abscissa inicial s 0 e a equação horária; c) o valor da abscissa s 1 ; d) o valor do tempo t 2 . 9. Dois móveis, A e B, percorrem a mesma trajetória, e suas abscissas são medidas a partir da mesma origem escolhida na trajetória. Suas equações horárias são: s A = 10 + 60t e s B = 80 – 10t, para t em horas e s A e s B em quilômetros. Determine o instante e a posição do encontro. Resolução: No instante do encontro, as abscissas dos móveis devem ser iguais: s A = s B 10 + 60t = 80 – 10t 70t = 70 t = 1,0 h (instante do encontro) Para determinarmos a posição do encontro, basta substituirmos t = 1,0 h nas equações horárias de A ou de B: s A = 10 + 60 · t s A = 10 + 60 · 1,0 s A = 70 km (posição do encontro) Confirmando: s B = 80 – 10 · t s B = 80 – 10 · 1,0 s B = 70 km 10. Dois móveis, A e B, percorrem a mesma trajetória, e suas posições são medidas a partir da mesma origem escolhida na trajetória. Suas equações horárias são: s A = 15 + 50t e s B = 35 + 30t, para t em horas e s A e s B em quilômetros. Determine: a) o instante do encontro; b) a posição do encontro. a) Determine a sua velocidade escalar. b) Determine a posição inicial (s 0 ). c) O movimento é progressivo ou retrógrado? Justifique. 7. (Unesp-SP) Um estudante realizou uma experiência de cinemática utilizando um tubo comprido, trans- parente e cheio de óleo, dentro do qual uma gota de água descia verticalmente, como indica a figura. A tabela relaciona os dados de posição em função do tempo, obtidos quando a gota passou a des- crever um movimento retilíneo uniforme. A partir desses dados, determine a velocidade, em cm/s, e escreva a função horária da posição da gota. Posição (cm) Tempo (s) 120 0 90 2 60 4 30 6 0 30 60 90tubo transparente cheio de óleo 120 (cm) suporte l u Iz A u g u S t o r Ib E Ir o z A p t