Pra começar a estudar e fazer cinemática vetorial exercícios, é preciso entender primeiro a teoria da matéria. Por fazer parte de uma das áreas da física, deve-se saber que se trata do conceito que envolve o movimento.
A cinemática estuda e descreve os movimentos que acontecem, levando em consideração a velocidade, posição, aceleração e o corpo em questão durante o instante.
Portanto, o estudo envolve o movimento, independente de qual seja o motivo pra isso acontecer. Sendo assim, a principal preocupação na física desses cálculos, é compreender as características do movimento.
De uma forma geral, a matéria também estuda o movimento uniforme, o movimento circular uniforme, o rectilíneo uniforme e o retilíneo uniforme variado.
O que é a grandeza escalar?
Existem 2 tipos de grandezas diferentes na física que podem ser medidas, uma delas é a grandeza escalar. Esta precisa de um número em sua unidade, pra que possa ser medida.
Enquanto isso, a grandeza vetorial, precisa do valor da unidade e também da direção e sentido do movimento pra poder ser calculada.
Pra entender melhor, é importante conhecer essas informações completas de grandeza, pra conseguir criar vetores. Contudo, os vetores podem ter orientações e características diferentes, mesmo sendo segmentos de reta.
Eles podem ser do tipo módulo, que possuem intensidade de força, e com isso, o seu valor. Podem ser de direção, que mostra pra onde o corpo se movimenta, ou como a força age, sendo horizontal ou vertical.
E por fim, o vetor de sentido, que mostra o lado onde a força é aplicada. Cada uma das direções sempre terá dois sentidos. Sendo positivo e negativo quando se fala em vertical e esquerda e direita quando estiver na horizontal.
Dentro da Cinemática vetorial todo vetor poderá ter uma dessas três características, ou todas ao mesmo tempo. O que permite uma diferenciação dos outros e também uma identificação durante a operação.
O que é velocidade escalar média?
Também chamada de velocidade vetorial média, se trata do estudo da variação de distância dentro de um tempo. Diz-se velocidade média, o tempo médio em que o trajeto leva pra ser completado.
A velocidade vetorial sempre apresenta uma média, principalmente porque a análise é feita em todo o caminho percorrido pelo vetor. Com intuito de sintetizar informações. Sendo assim, a ideia é identificar o vetor de velocidade, que é indicado pela letra “v” com uma seta em cima.
Portanto, a velocidade escalar média, ou vetorial, será indicada com as características pelo trajeto que o corpo passa, a direção, que pode ser reta tangente ao trajeto. Esse último ponto mostra a posição do objeto.
Por esse motivo, o cálculo é feito através de deslocamento do objeto total (∆d) com o período de tempo (∆t) até que ele complete seu trajeto. Sendo assim, a fórmula fica da seguinte forma:
Vm = ∆d/∆t
Velocidade angular
A velocidade angular é calculada como uma grandeza, que se caracteriza pela rapidez do movimento. Sendo assim, ela possui efeito circular dentro de um percurso. Tem como símbolo a letra ômega minúscula (⍵).
Pra calcular a velocidade angular, é necessário dividir o deslocamento pelo tempo. Dessa forma a fórmula fica da seguinte maneira:
Sendo a velocidade angular média, igual a variação do deslocamento angular, sobre a variação do tempo. O resultado é medido em rad/s, ou seja, radiano por segundo.
Pra encontrar o valor do deslocamento angular, é preciso encontrar o valor do deslocamento escalar, dividido pelo raio da circunferência, dentro da trajetória circular.
Além disso, existe outro ponto que precisa ser levado em consideração. Nesse caso, o valor de “S”, precisa representar toda a volta completa do círculo. Sendo assim, o seu valor deve representar os 360°. Enquanto isso, o deslocamento escalar se torna o perímetro da circunferência.
Velocidade escalar
Já a velocidade escalar, que também pode ser tangencial ou linear, se refere à grandeza que mede a rapidez do trajeto. Ou seja, a velocidade pelo qual o objeto ou corpo se movimenta dentro de um espaço.
Essa velocidade pode ser obtida também através de um cálculo, que diz respeito à média do deslocamento em um período. Sendo assim, é importante ter os valores dos itens, pra conseguir calcular a fórmula:
Exercícios sobre cinemática vetorial
Depois de compreender o conteúdo acima, tente resolver os exercícios abaixo sobre cinemática vetorial. Leia um resumo sobre o que é um vetor? O que é Cinemática Vetorial?
Questão 1
Em um movimento com trajetória retilínea podemos afirmar:
- a) a aceleração tangencial será nula;
- b) a aceleração tangencial terá mesmo sentido da velocidade vetorial;
- c) a aceleração tangencial terá sempre o mesmo sentido;
- d) a aceleração tangencial, suposta não nula, terá sempre a mesma direção;
- e) a aceleração tangencial será constante.
Questão 2
(UFPA) Uma partícula percorre, com movimento uniforme, uma trajetória não retilínea. Em cada instante teremos que:
- a) Os vetores velocidade e aceleração são paralelos entre si;
- b) A velocidade vetorial é nula;
- c) Os vetores velocidade e aceleração são perpendiculares entre si;
- d) Os vetores velocidade a aceleração têm direções independentes;
- e) O valor do ângulo entre o vetor velocidade e o vetor aceleração muda de ponto a ponto.
Gabarito
- D
Resolvendo passo-a-passo:
Vamos analisar cada opção:
Não podemos afirmar, que a aceleração tangencial será nula, pois a questão não fala nada sobre ser um movimento uniforme.
Não podemos afirmar isso. Não sabemos se o móvel está em movimento acelerado ou retardado.
Não podemos afirmar isso. Não sabemos se o móvel está em movimento acelerado ou retardado.
Opção correta. Apenas o que irá mudar na aceleração tangencial é o seu sentido.
Não podemos afirmar que será constante. O enunciado não afirma ser um movimento uniformemente variado.
- C
Resolvendo passo-a-passo:
O enunciado diz que, o movimento é uniforme e a trajetória não é retilínea, logo a velocidade é constante e a trajetória é curva.
O vetor velocidade será sempre tangencial e terá sempre a mesma intensidade, como a trajetória é curva, temos uma aceleração que aponta pro centro da trajetória. Por tanto o vetor velocidade, tangencial, e o aceleração, serão sempre perpendiculares entre si.
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