Ciências Físico-Químicas 9º ano | Movimentos na Terra
FÍSICO-QUÍMICA 9º ANO
Movimentos na Terra, rapidez, velocidade, aceleração e distância de segurança
RESUMO DA MATÉRIA
POWERPOINTS
VÍDEOS
EXERCÍCIOS
METAS CURRICULARES
MOVIMENTOS NA TERRA
POSIÇÃO E MOVIMENTO DE UM CORPO
Posição de corpos em referenciais
- Referencial:
- sistema de coordenadas associado a um corpo, ou corpos, que define uma origem e um conjunto de direções a partir das quais é possível localizar um ou mais corpos relativamente à origem.
Num referencial com apenas uma direção, a posição de um corpo corresponde à abcissa desse mesmo referencial.
A posição é representada por \(x\) e tem como unidade S.I. o metro (m).
Diferença entre repouso e movimento
- Corpo em repouso:
- mantém a sua posição em relação à origem do referencial ao longo do tempo
- Corpo em movimento:
- varia a sua posição em relação à origem do referencial ao longo do tempo
Relatividade do movimento
Os conceitos de repouso e de movimento são relativos pois dependem do referencial escolhido.
- Exemplo: uma pessoa a andar de bicicleta está em movimento em relação à estrada mas em repouso em relação à bicicleta.
Sentido do movimento
Num referencial com apenas uma direção, o movimento pode ocorrer em dois sentidos:
- sentido positivo: quando o corpo se afasta da origem do referencial
- sentido negativo: quando o corpo se aproxima da origem do referencial
Trajetória de um corpo
- Trajetória:
- conjunto de posições ocupadas por um corpo num dado intervalo de tempo
Tal como a posição de um corpo, a trajetória depende do referencial escolhido.
Podemos classificar a trajetória como:
- retilínea (em linha reta)
- curvilínea (em linha curva)
Consequentemente, podemos ter movimentos retilíneos ou curvilíneos.
Distância percorrida
A distância percorrida (ou espaço percorrido) é o comprimento da trajetória de um corpo. É representada por \(s\) e tem como unidade S.I. o metro (m).
Numa trajetória retilínea ou curvilínea, sem inversão de sentido, a distância percorrida pode ser calculada da seguinte forma:
\(s=|x_f-x_i|\)
Sendo:
- \(x_f\) – posição final
- \(x_i\) – posição inicial
Diferença entre instante e intervalo de tempo
O instante representa-se por \(t\) e tem como unidade S.I. o segundo (s).
O intervalo de tempo representa-se por \(Δt\) e também tem como unidade S.I. o segundo (s).
O intervalo de tempo corresponde à duração de um movimento, entre dois instantes, e calcula-se da seguinte forma:
\(Δt=|t_f-t_i|\)
Sendo:
- \(t_f\) – instante final
- \(t_i\) – instante inicial
Gráficos posição-tempo
Os gráficos posição-tempo indicam-nos a posição que um corpo ocupa ao longo do tempo. No entanto, não nos dão informação sobre a sua trajetória.
A inclinação da linha do gráfico indica-nos a rapidez do movimento:
- quanto maior a inclinação, maior a rapidez
No entanto, se a linha do gráfico for horizontal, isso significa que o corpo permaneceu em repouso.
Rapidez e rapidez média
A rapidez representa-se por \(r\) e tem como unidade S.I. o metro por segundo (m/s).
A rapidez de um movimento nem sempre é constante. Nesses casos, podemos calcular a rapidez média:
\(r_m=\frac{s}{Δt}\)
Diferença entre rapidez e velocidade
A velocidade representa-se por \(v\) e tem como unidade S.I. o metro por segundo (m/s).
Enquanto que a rapidez é uma grandeza escalar (apenas é caracterizada pelo seu valor), a velocidade é uma grandeza vetorial (é caracterizada por um valor, direção e sentido).
O vetor que caracteriza a velocidade tem direção tangente à trajetória, sentido do movimento e valor que corresponde à rapidez com que o corpo se move.
A velocidade apenas se mantém constante quando:
- o seu valor não varia, nem a direção nem o sentido do movimento
O valor da velocidade pode ser medido com um velocímetro.
Aceleração e aceleração média
Quando existe variação do valor de velocidade, existe aceleração que pode ser:
- positiva: se o valor da velocidade aumentou
- negativa: se o valor da velocidade diminuiu
Quando a velocidade é constante, dizemos que a aceleração é nula, e que o movimento é uniforme.
A aceleração representa-se por \(a\) e tem como unidade S.I. o metro por segundo ao quadrado (m/s²).
A aceleração também é uma grandeza vetorial, ou seja, também é caracterizada por um valor, direção e sentido. Num movimento acelerado (em que a aceleração é positiva) o vetor tem a mesma direção e sentido do movimento. Num movimento retardado (em que a aceleração é negativa) o vetor tem a mesma direção do movimento, mas sentido oposto.
Se a aceleração não for constante, é possível calcular a aceleração média:
\(a_m=\frac{v_f-v_i}{Δt}\)
Sendo:
- \(v_f\) – velocidade final
- \(v_i\) – velocidade inicial
Se a aceleração for constante, o valor da aceleração em qualquer instante é igual ao valor da aceleração média.
Tipos de movimentos
- Movimento retilíneo uniforme:
- a velocidade é constante
- a aceleração é nula
- Movimento uniformemente acelerado:
- a velocidade aumenta uniformemente
- a aceleração é positiva e constante
- Movimento uniformemente retardado:
- a velocidade diminui uniformemente
- a aceleração é negativa e constante
Gráficos velocidade-tempo
Os gráficos velocidade-tempo indicam-nos se houve ou não variação do valor da velocidade no movimento de um corpo, ou seja, se foi um movimento uniforme, acelerado ou retardado.
DISTÂNCIA DE SEGURANÇA
Tempo e distância de reação
- Tempo de reação:
- intervalo de tempo que decorre desde que o condutor observa um obstáculo até ao instante que inicia a travagem
- Fatores que influenciam o tempo de reação:
- fadiga
- álcool
- sonolência
- uso de drogas
- uso do telemóvel
- Distância de reação:
- distância percorrida no tempo de reação
- depende do tempo de reação e da velocidade
A distância de reação pode-se calcular através da seguinte forma:
\(d_{reação}=v×Δt_{reação}\)
Neste caso:
- \(d_{reação}\) – distância de reação
- \(Δt_{reação}\) – tempo de reação
Tempo e distância de travagem
- Tempo de travagem:
- intervalo de tempo durante o qual o veículo trava
- Fatores que influenciam o tempo de travagem:
- condições climatéricas (chuva, neve, gelo, …)
- estado do veículo (pneus, suspensão, travões, …)
- tipo de piso (terra, alcatrão, …)
- Distância de travagem:
- distância percorrida no tempo de travagem
- depende do tempo de travagem e da velocidade
A distância de travagem pode-se calcular através da seguinte forma:
\(d_{travagem}=\frac{v×Δt_{travagem}}{2}\)
Neste caso:
- \(d_{travagem}\) – distância de travagem
- \(Δt_{travagem}\) – tempo de travagem
Distância de segurança
- Distância de segurança:
- distância percorrida desde que o condutor vê o obstáculo até à imobilização do veículo
A distância de segurança pode-se calcular através da seguinte forma:
distância de segurança = distância de reação + distância de travagem
Revê aqui a matéria/resumo/síntese de CFQ:
VÍDEOS
EXERCÍCIOS
Ficha 1 | Descrição de um movimento | enunciado » resolução
Ficha 2 | Gráficos posição-tempo | enunciado » resolução
Ficha 3 | Rapidez e velocidade | enunciado » resolução
Ficha 4 | Tipos de movimentos | enunciado » resolução
Ficha 5 | Aceleração | enunciado » resolução
Ficha 6 | Limites de velocidade e distância de segurança | enunciado » resolução
Ficha 7 | Rapidez média | enunciado » resolução
Ficha 8 | Aceleração média | enunciado » resolução
Ficha 9 | Gráficos espaço-tempo e velocidade-tempo I | enunciado » resolução
Ficha 10 | Gráficos espaço-tempo e velocidade-tempo II | enunciado » resolução
Ficha 11 | Segurança e prevenção nas estradas | enunciado » resolução
O que tens de saber neste capítulo, segundo o programa e metas curriculares de Ciências Físico-Químicas – 9º ano:
DOMÍNIO: MOVIMENTOS E FORÇAS
SUBDOMÍNIO: MOVIMENTOS NA TERRA
- Compreender movimentos no dia a dia, descrevendo-os por meio de grandezas físicas
- Concluir que a indicação da posição de um corpo exige um referencial.
- Distinguir movimento do repouso e concluir que estes conceitos são relativos.
- Definir trajetória de um corpo e classificá-la em retilínea ou curvilínea.
- Distinguir instante de intervalo de tempo e determinar intervalos de tempos.
- Definir distância percorrida (espaço percorrido) como o comprimento da trajetória, entre duas posições, em movimentos retilíneos ou curvilíneos sem inversão de sentido.
- Definir a posição como a abcissa em relação à origem do referencial.
- Distinguir, para movimentos retilíneos, posição de um corpo num certo instante da distância percorrida num certo intervalo de tempo.
- Interpretar gráficos posição-tempo para trajetórias retilíneas com movimentos realizados no sentido positivo, podendo a origem das posições coincidir ou não com a posição no instante inicial.
- Concluir que um gráfico posição-tempo não contém informação sobre a trajetória de um corpo.
- Medir posições e tempos em movimentos reais, de trajetória retilínea sem inversão do sentido, e interpretar gráficos posição-tempo assim obtidos.
- Definir rapidez média, indicar a respetiva unidade SI e aplicar a definição em movimentos com trajetórias retilíneas ou curvilíneas, incluindo a conversão de unidades.
- Caracterizar a velocidade num dado instante por um vetor, com o sentido do movimento, direção tangente à trajetória e valor, que traduz a rapidez com que o corpo se move, e indicar a sua unidade SI.
- Indicar que o valor da velocidade pode ser medido com um velocímetro.
- Classificar movimentos retilíneos no sentido positivo em uniformes, acelerados ou retardados a partir dos valores da velocidade, da sua representação vetorial ou ainda de gráficos velocidade-tempo.
- Concluir que as mudanças da direção da velocidade ou do seu valor implicam uma variação na velocidade.
- Definir aceleração média, indicar a respetiva unidade SI, e representá-la por um vetor, para movimentos retilíneos sem inversão de sentido.
- Relacionar para movimentos retilíneos acelerados e retardados, realizados num certo intervalo de tempo, os sentidos dos vetores aceleração média e velocidade ao longo desse intervalo.
- Determinar valores da aceleração média, para movimentos retilíneos no sentido positivo, a partir de valores de velocidade e intervalos de tempo, ou de gráficos velocidade-tempo, e resolver problemas que usem esta grandeza.
- Concluir que, num movimento retilíneo acelerado ou retardado, existe aceleração num dado instante, sendo o valor da aceleração, se esta for constante, igual ao da
aceleração média. - Distinguir movimentos retilíneos uniformemente variados (acelerados ou retardados) e identificá-los em gráficos velocidade-tempo.
- Determinar distâncias percorridas usando um gráfico velocidade-tempo para movimentos retilíneos, no sentido positivo, uniformes e uniformemente variados.
- Concluir que os limites de velocidade rodoviária, embora sejam apresentados em km/h, se referem à velocidade e não à rapidez média.
- Distinguir, numa travagem de um veículo, tempo de reação de tempo de travagem, indicando os fatores de que depende cada um deles.
- Determinar distâncias de reação, de travagem e de segurança, a partir de gráficos velocidade-tempo, indicando os fatores de que dependem.
Todos os capítulos do programa de Ciências Físico-Químicas – 9º ano:
DOMÍNIO: MOVIMENTOS E FORÇAS
- Movimentos na Terra
- Forças e movimentos
- Forças, movimentos e energia
- Forças e fluidos
DOMÍNIO: ELETRICIDADE
DOMÍNIO: CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS