Ideias principais
A cinemática descreve o movimento com posição, velocidade e aceleração, sem perguntar o que o causa. Com aceleração constante, quatro equações relacionam o deslocamento, o tempo e as velocidades inicial e final.
- A velocidade é a taxa de variação da posição e a aceleração é a taxa de variação da velocidade. Ambas são vetores, então a direção (o sinal) importa.
- A rapidez média é a distância total dividida pelo tempo total. A velocidade média é o deslocamento dividido pelo tempo e pode ser zero numa viagem de ida e volta.
- Com aceleração constante, escolha a equação que não contém a grandeza que você não conhece nem precisa: velocidade final, tempo, deslocamento ou aceleração.
- A queda livre perto da superfície da Terra tem aceleração constante de cerca de 9,8 m/s² para baixo, qualquer que seja a massa.
Equações principais
v = v₀ + atx = x₀ + v₀t + ½at²v² = v₀² + 2a(x − x₀)x − x₀ = ½(v₀ + v)t
Exemplo resolvido
Um carro freia uniformemente de 20 m/s até parar em 5,0 s. Aceleração: a = (0 − 20) ÷ 5,0 = −4,0 m/s². Distância de frenagem: x = ½(v₀ + v)t = ½ × 20 × 5,0 = 50 m. Conferindo com v² = v₀² + 2ax: 0 = 400 + 2(−4,0)x dá x = 50 m.
Erros comuns
- Misturar unidades, como km/h para a rapidez e segundos para o tempo. Converta primeiro para m/s dividindo os km/h por 3,6.
- Usar as equações de aceleração constante quando a aceleração muda, ou esquecer que frear é uma aceleração negativa.
- Achar que a aceleração é zero no ponto mais alto de um lançamento. Ali a velocidade é zero, mas a aceleração continua sendo g.
Prática
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