Velocidade de movimento com aceleração constante. Física legal
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Um exemplo de movimento acelerado seria um vaso de flores caindo da varanda de um prédio baixo. No início da queda, a velocidade do pote é zero, mas em poucos segundos consegue aumentar para dezenas de m/s. Um exemplo de câmera lenta é o movimento de uma pedra lançada verticalmente para cima, cuja velocidade é inicialmente alta, mas depois diminui gradualmente até zero no ponto superior da trajetória. Se negligenciarmos a força de resistência do ar, então a aceleração em ambos os casos será a mesma e igual à aceleração da gravidade, que é sempre direcionada verticalmente para baixo, denotada pela letra g e igual a aproximadamente 9,8 m/s 2 .
Aceleração da gravidade, g causado pela força da gravidade da Terra. Esta força acelera todos os corpos que se movem em direção à Terra e retarda aqueles que se afastam dela.
Para encontrar a equação da velocidade durante o movimento linear com aceleração constante, assumiremos que no instante t=0 o corpo tinha uma velocidade inicial v 0 . Desde a aceleração aé constante, então para qualquer momento t a seguinte equação é válida:
Onde v– velocidade do corpo no momento t, de onde, após transformações simples, obtemos a equação da velocidade ao se mover com aceleração constante:
v = v 0 + a t (5.1)
Para derivar uma equação para o caminho percorrido durante o movimento retilíneo com aceleração constante, primeiro construímos um gráfico de velocidade versus tempo (5.1). Para a>0 o gráfico desta dependência é mostrado à esquerda na Fig. 5 (linha reta azul). Conforme estabelecemos no §3, o movimento realizado durante o tempo t pode ser determinado calculando a área sob a curva velocidade versus tempo entre os momentos t=0 e t. No nosso caso, a figura sob a curva, delimitada por duas retas verticais t = 0 e t, é um trapézio OABC, cuja área S, como se sabe, é igual ao produto da metade da soma dos comprimentos das bases OA e CB e da altura OC:
Como pode ser visto na Figura 5, OA = v0, CB = v0 + a t e OC = t. Substituindo esses valores em (5.2), obtemos a seguinte equação para o deslocamento S realizado no tempo t durante o movimento retilíneo com aceleração constante a com velocidade inicial v 0:
É fácil mostrar que a fórmula (5.3) é válida não apenas para movimento com aceleração a>0, para o qual foi derivada, mas também nos casos em que a<0. На рис.5 справа красными линиями показаны графики зависимости S при положительных (верх) и отрицательных (низ) значениях a, construído de acordo com a fórmula (5.3) para vários valores de v0. Pode-se observar que, ao contrário do movimento uniforme (ver Fig. 3), o gráfico do deslocamento versus tempo é uma parábola, e não uma linha reta, mostrada para comparação com uma linha pontilhada.
Perguntas de revisão:
· O movimento com aceleração constante é uniforme?
· Definir movimento uniformemente acelerado e uniformemente desacelerado.
· Qual é a aceleração da gravidade e o que a causa?
· Por qual lei a velocidade muda durante um movimento uniformemente acelerado ou uniformemente desacelerado?
· Como o deslocamento durante o movimento uniformemente acelerado depende do tempo, da aceleração e da velocidade inicial?
Arroz. 5. À esquerda - a dependência da velocidade em relação ao tempo (linha reta azul) para movimento uniformemente acelerado; à direita estão as dependências do deslocamento em relação ao tempo (curvas vermelhas) para movimento uniformemente acelerado (parte superior) e uniformemente desacelerado (parte inferior).
§ 6. MOVIMENTO DE CÍRCULO UNIFORME: ACELERAÇÃO CENTRÍPETA.
> Movimento com aceleração constante
Movimento acelerado em física. Estude como um corpo acelera, como determinar a aceleração e como é o movimento com aceleração constante.
Aceleração constante ocorre quando a velocidade de um objeto muda em uma quantidade igual após cada intervalo de tempo idêntico.
Objetivo do aprendizado
- Entenda como a aceleração constante afeta o movimento.
Pontos principais
- Se assumirmos que a aceleração será constante, isso não limita a situação e não piora o resultado.
- Devido às propriedades algébricas da aceleração constante, existem equações cinemáticas que podem ser aplicadas para calcular velocidade, deslocamento, aceleração e tempo.
- Cálculos de aceleração constante podem ser usados para movimentos unidimensionais e bidimensionais.
Termos
- Cinemático – tem ligação com movimento ou cinemática.
- A aceleração é a quantidade pela qual as velocidades escalar e vetorial aumentam.
A velocidade de um corpo ao se mover com aceleração muda na mesma proporção a cada intervalo de tempo igual. A aceleração é derivada dos princípios básicos da cinemática. Esta é a primeira derivada da velocidade:
a = ∂v/dt = ∂ 2 x/dt 2 .
Se assumirmos que a aceleração é constante, isso não impõe restrições sérias e não afeta a precisão para pior. Se não for constante, você poderá considerá-lo em diferentes partes da fórmula ou usar o valor médio de um determinado período de tempo.
O exemplo mais simples de movimento com aceleração constante é a queda de objetos. Eles são unidimensionais e não possuem movimento horizontal.
Quando você joga um objeto, ele cai verticalmente em direção ao centro da Terra devido à aceleração constante da gravidade
O movimento do projétil é o movimento de um objeto lançado ou projetado no ar e sujeito à aceleração da gravidade. O próprio objeto é chamado de projétil e o caminho é chamado de trajetória. O movimento bidimensional tem componentes verticais e horizontais.
Existe uma fórmula cinemática que relaciona deslocamento, velocidades inicial e final, bem como tempo e aceleração:
x = x 0 + v 0 t + ½ em 2
v 2 = v 2 0 + 2a(x – x 0).
Agora você sabe como é o movimento acelerado na física e como determinar a aceleração do movimento de um corpo.
A “física legal” saiu do “povo”!
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