Impulsão

A impulsão é uma força com sentido de baixo para cima, exercida em todos os corpos pelos líquidos ou pelos gases em que se encontram.


O valor da impulsão depende apenas:

- do volume dos corpos;
- da densidade do fluido, líquido ou gás, em que os corpos se encontram.




  Maior volume                                     Maior 
imerso do corpo         <----->            impulsão



Maior densidade                                   Maior
     do fluido                <----->             impulsão





O valor da impulsão exercida num corpo é igual ao valor do peso do volume de fluído deslocado pelo corpo.




Lei de Arquimedes

Qualquer corpo mergulhado num líquido recebe da parte deste uma impulsão vertical, de baixo para cima, de valor igual ao do peso do volume de líquido deslocado.

Equilíbrio dos Corpos Apoiados e Segurança dos Veículos

Um corpo apoiado está em equilíbrio enquanto a vertical traçada pelo centro de gravidade passar pela base de apoio.


O equilíbrio dos corpos apoiados pode ser estável, instável ou indiferente.


O equilíbrio dos corpos apoiados é tanto mais estável quanto:

- mais próximo da base de sustentação estiver o centro de gravidade;
- maior for a área da base de sustentação.

                                  

                                                                       torre pisa          

As Forças e a Rotação dos Corpos

As forças aplicadas em corpos que podem mover-se em torno de um ponto ou eixo fixo produzem movimento de rotação.

O efeito de rotação de uma força pode ser medido pelo momento da força cujo valor se calcula pelo produto:

O efeito de rotação das forças aumenta:

- quando as forças atuam perpendicularmente ao eixo;

- quando aumenta a intensidade das forças;

- quando aumenta a distância das forças ao eixo de rotação.

As alavancas são barras rígidas que giram em torno de um ponto ou eixo nas quais se aplicam duas forças. Têm grande aplicação prática pois permitem executar com facilidade tarefas que só seriam possíveis recorrendo a forças muito intensas.

alavanca

                        

Forças de Atrito

As forças de atrito surgem sempre entre duas superfícies de contato, quando uma se move ou tenta mover-se em relação à outra. São forças que contrariam o movimento.

Chama-se força de atrito estático à força que é necessário vencer para pôr um corpo em movimento.

Chama-se força de atrito cinético à força que é necessário vencer durante o movimento de um corpo. Pode ser de escorregamento e de rolamento.

Atrito:

- estático
- cinético: de escorregamento; de rolamento



A intensidade das forças de atrito depende:

- da natureza e rugosidade das superfícies de contato;
- do peso do corpo que se move.



É importante minimizar o atrito para facilitar o movimento.



O atrito é indispensável para que haja movimento e para o tornar seguro.

Par Ação-Reação e a Colisão de Veículos

As forças que constituem um par ação-reação descrevem a interação entre dois corpos e têm:

- a mesma direção;
- a mesma intensidade;
- sentidos opostos;
- pontos de aplicação diferentes: a ação atua num dos corpos e a reação atua no outro.


Lei da Ação-Reação

Quando dois corpos estão em interação, à ação de um corpo sobre outro corresponde sempre uma reação igual e oposta que o segundo corpo exerce sobre o primeiro.

Durante a colisão de um veículo com um obstáculo, a força que atua no veículo é responsável pela variação da sua velocidade até parar. A intensidade da força de colisão Fcolisão é tanto maior quanto:

- maior for a massa do veículo;

- maior for a velocidade do veículo no momento da colisão;

- menor for o tempo da colisão.

A Resultante das Forças e o Estado de Repouso ou de Movimento de um Corpo

Quando um corpo está sujeito a um conjunto de forças cuja resultante é nula, a sua velocidade não se altera; o corpo pode estar:
- em repouso;
- com movimento retilíneo uniforme.


Lei da Inércia

Qualquer corpo permanece em repouso ou em movimento retilínio uniforme se o conjunto de forças que nele atuam tem resultante nula.



Um corpo sujeito a um conjunto de forças de resultante não nula tem movimento com velocidade variável, ou seja, tem aceleração.


A força resultante aplicada num corpo e a sua aceleração têm a mesma direção e o mesmo sentido.


Os valores da força resultante e da aceleração são diretamente proporcionais e relacionam-se pela expressão:

Fr = m x a



Lei Fundamental da Dinâmica

A força resultante do conjunto das forças que atuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direção e o mesmo sentido da força resultante, que é tanto maior quanto maior for a intensidade da força resulante.



O valor do peso e a massa de um corpo relacionam-se através da expressão:

P = m x g

Resultante de Forças

A intensidade da força resultante Fr calcula-se de modos diferentes:


- quando as forças têm a mesma direção e o mesmo sentido,
Fr = soma das intensidades das forças.

- quando as forças têm a mesma direção mas sentidos opostos,

Fr = diferença das intensidades das forças.

- quando as forças têm direções perpendiculares entre si,

Fr calcula-se aplicando o teorema de Pitágoras.

Forças

As forças descrevem a interação entre corpos. Uma interação pode provocar:

- alteração do estado de repouso ou de movimento dos corpos;
- deformação dos corpos.

• Para caracterizar uma força não basta conhecer o seu valor ou intensidade. São necessários mais três elementos: direção, sentido e ponto de aplicação. É por isso que as forças se representam por vetores.

Uma força simboliza-se por:

E o seu valor ou intensidade por:


  F


A unidade SI de intensidade das forças é o newton, N.

• As forças atuam sempre aos pares: uma das forças atua num dos corpos e a outra atua no outro corpo, quando os dois interatuam.

A interação entre dois corpos pode ocorrer por contato, como acontece quando um jogador chuta a bola, ou à distância, como acontece entre dois ímanes.

A Aceleração dos Movimentos

O que é a aceleração

Sempre que um corpo está em movimento, a sua posição varia, sendo possível falar na velocidade com que o movimento se realiza.
Nos movimentos em que a velocidade varia, é possível falar também de aceleração.
A aceleração é a grandeza que nos indica como varia a velocidade à medida que o tempo decorre.


Quando a trajetória é retilínea...

...se o movimento é acelerado, o valor da velocidade aumenta e a aceleração mede o aumento do valor da velocidade em cada segundo.

...se o movimento é retardado, o valor da velocidade diminui e a aceleração mede a diminuição do valor da velocidade em cada segundo.

...se o movimento é uniforme, o valor da velocidade é constante e a aceleração é nula - não existe aceleração.

Cálculo da aceleração:

A unidade SI de aceleração média é o metro por segundo ao quadrado, m/s2.



Se o movimento é acelerado, a aceleração média tem o sentido do movimento e valor positivo.

Se o movimento é retardado, a aceleração média tem sentido oposto ao movimento e valor negativo.

No movimento uniformemente acelerado ou retardado, a aceleração é constante e o seu valor é, em qualquer instante, igual ao da aceleração média:

No movimento retilíneo uniformemente acelerado, a aceleração é constante, tendo a mesma direção e o mesmo sentido do movimento.

No movimento retilíneo uniformemente retardado, a aceleração é constante, tendo a mesma direção, mas sentido contrário ao movimento.

No movimento retilíneo uniforme, não há aceleração.

Velocidade e Distância de Segurança

O tempo que um condutor demora a atuar, quando se apercebe de um obstáculo, chama-se tempo de reação e depende do condutor.

A distância percorrida pelo veículo durante o tempo de reação chama-se distância de reação.

Logo que o condutor reage, trava, pelo que a velocidade do veículo diminui até se anular quando pára. O tempo necessário para o veículo parar chama-se tempo de travagem.

Durante o tempo de travagem, o veículo percorre com movimento retardado uma distância que se chama distância de travagem.

A soma das distâncias de reação e de travagem chama-se distância de segurança rodoviária.

A distância de segurança pode calcular-se a partir de gráficos velocidade-tempo.

Movimento Uniformemente Variado

A velocidade no movimento uniformemente variado


Num movimento acelerado, o valor da velocidade aumenta à medida que o tempo decorre.

No movimento uniformemente acelerado:

- o valor da velocidade varia linearmente com o tempo, sendo o gráfico velocidade-tempo.
- a distância percorrida pode calcular-se através da área do triângulo limitado pelo gráfico.

Num movimento retardado, o valor da velocidade diminui à medida que o tempo decorre.

No movimento uniformemente retardado:

- o valor da velocidade varia linearmente com o tempo, sendo o gráfico velocidade-tempo.

- a distância percorrida calcula-se através da área do triângulo limitado pelo gráfico.

Cálculo da distância percorrida com movimento variado

Tal como acontece no movimento uniforme, também no movimento variado podes determinar a distância percorrida a partir do gráfico velocidade-tempo.

Movimento Uniforme

A velocidade no movimento uniforme

Diz-se que o movimento de um corpo é uniforme quando o valor da velocidade se mantém constante. Esta classificação nada tem a ver com o tipo de trajetória; por isso, há movimentos uniformes retilíneos e curvilíneos.

- no movimento uniforme retilíneo, o valor, a direção e o sentido do vetor velocidade são iguais em todos os instantes.

movimento uniforme retilíneo

- no movimento uniforme curvilíneo, o valor da velocidade é igual em todos os instantes, mas a direção do vetor velocidade varia.

movimento uniforme curvilíneo

No movimento retilíneo uniforme:

- a velocidade tem a mesma direção, o mesmo sentido e o mesmo valor em todos os instantes;

- o valor da velocidade é igual ao valor da rapidez média.

Fórmula:

Gráficos para o movimento uniforme

• o gráfico que representa a distância percorrida em função do tempo gasto no percurso é uma linha reta, com uma certa inclinação, que passa pela origem das coordenadas, porque as duas grandezas são diretamente proporcionais.

• o gráfico que representa a velocidade do corpo em função do tempo é uma linha reta paralela ao eixo das abcissas, porque o valor da velocidade e constante.

Cálculo da distância percorrida com movimento uniforme

                              Distância percorrida com movimento uniforme

                                                     s = v x t

- a distância percorrida pode calcular-se através do produto s = v x t , que corresponde à área do retângulo limitado pelo gráfico velocidade-tempo.

Rapidez e Velocidade

A rapidez média, rm, é uma grandeza escalar que corresponde à distância percorrida, em média, em cada unidade de tempo.

Calcula-se:




A velocidade é uma grandeza vetorial que nos indica a rapidez do movimento em cada instante e, ainda, a direção e o sentido em que o movimento se realiza.

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

trajetória retilínea

trajetória curvilínea

A direção do vetor velocidade é:

- a direção da trajetória, no caso do movimento retilíneo;

- a direção da tangente à trajetória, se o movimento é curvilíneo.

O sentido do vetor velocidade é o do movimento.

O ponto de aplicação coincide com a posição ocupada pelo corpo no instante considerado.

A intensidade é indicada pelo comprimento do vetor velocidade na escala considerada e corresponde à rapidez do movimento em cada instante e posição.

O valor da velocidade corresponde à intensidade associada ao sinal positivo ou negativo.

Podes concluir que as velocidades de dois automóveis são iguais apenas quando têm a mesma direção, o mesmo sentido e o mesmo valor; são diferentes quando qualquer um destes elementos é diferente.

Distância Percorrida e Deslocamento

Chama-se distância percorrida ao comprimento da trajetória descrita por um corpo em movimento --> é uma grandeza escalar.

O deslocamento é uma grandeza vetorial. O seu valor indica a distância, medida em linha reta, entre as posições inicial e final do corpo em movimento. O sentido do deslocamento é da posição inicial para a posição final.

A unidade SI de distância percorrida e de valor do deslocamento é o metro, m.

Movimentos

Um corpo está em movimento sempre que em relação a um referencial a sua posição varia à medida que o tempo decorre.

Um corpo está em repouso sempre que em relação a um referencial a sua posição não varia à medida que o tempo decorre.

gráfico posição-tempo

Segurança e Prevenção Rodoviárias

Os condutores de automóveis e motociclos devem:

• Respeitar os limites máximos de velocidades

• Respeitar a distância de segurança rodoviária

          distância de segurança rodoviária - é a distância total que o veículo percorre após o condutor se aperceber do obstáculo até parar.

          Se a distância do veículo ao obstáculo é maior que a distância de segurança, o veículo pára sem chocar. 

          Se a distância é menor, ocorre um acidente.

          A distância de segurança rodoviária depende da velocidade do veículo no momento em que o condutor se apercebe do obstáculo e do próprio condutor.

          Para o mesmo condutor, quanto maior for a velocidade do veículo, maior é a distância de segurança rodoviária.

                                                                 

• Ter muito cuidado nas ultrapassagens

• Não ingerir bebidas alcoólicas

• Não fazer refeições pesadas

• Não falar ao telemóvel

• Usar cinto de segurança e capacete

          Cinto de segurança: impedem que o passageiro seja projetado e no caso de colisão minimizam os danos físicos.

          Capacete: reduzem os efeitos causados pela força de impacto