Composição de Movimentos: Princípio de Galileu na Física Enem

Física Enem: Vamos aprender agora como se forma cada movimento, e o que Galileu escreveu sobre isso. Bora lá que o Enem vai chegar, então vamos cuidar de garantir o básico da Composição de Movimentos para gabaritar nas questões de Mecânica.

A composição de movimentos está presente em diversas áreas da física e seu princípio deve ser utilizado sempre que possível. Estudar os fenômenos da natureza por mais que ela se comporte de maneira simples, foi e sempre será uma tarefa difícil, pois em cada situação deve-se tomar seus devidos cuidados.

Alguns movimentos na Física são extremamente complexos e, percebendo isso, um dos mais brilhantes cientistas da história Galileu Galilei, passou parte de sua vida tentando estudar situações desse tipo.

Após muitos estudos ele concluiu um importantíssimo princípio que revolucionou a ciência da época, o chamado princípio da composição dos movimentos. Vem com a gente estudar mais sobre a composição dos movimentos segundo Galileu!

Revise os fundamentos da Energia do Movimento com a professora Lia, nesta aula de Energia Cinética do canal do Curso Enem Gratuito, e logo depois veja as dicas do professor Wesley e arrase no Enem e nos vestibulares!

Introdução à Energia Cinética

Entenda os fundamento com a Lia:

1. Há pouco tempo, a Companhia de Engenharia de Tráfico de São Paulo divulgou dados que informavam que após terem reduzido o limite de velocidade de certas vias da cidade, o número de acidentes de trânsito com vítimas fatais caiu pela metade. Por que isso aconteceu? Podemos pensar em vários motivos.
2. O primeiro deles é que quanto mais lento está o carro, mais fácil é conseguimos dar uma resposta a um evento, como frear ou desviar, escapando de um acidente. Outro motivo, dessa vez muito relacionado à esta aula, é a energia cinética dos veículos que trafegam nestas vias.
3. A energia cinética (veja na aula) é a energia relacionada ao movimento. Mais precisamente, a energia cinética está relacionada à velocidade e à massa de um objeto.
4. Sendo assim, ao estudar a energia cinética ao longo desta aula, você vai perceber que a quantidade de energia cinética está diretamente relacionada à velocidade com que um corpo de desloca. Assim, quanto maior for a velocidade de um carro, uma moto, ou um ônibus, maior será a sua energia cinética.
5. A partir dessas informações, você já pode pensar em outro motivo pelo qual a diminuição do limite de velocidade reduziu o número de acidentes com mortos, certo?
6. Por exemplo, quando ocorre uma colisão, como quando você bate com o carro, a energia cinética proveniente do movimento se transforma, podendo se concentrar no impacto. Para você ter uma ideia, uma colisão a 80km/h pode ter o mesmo efeito que uma queda do 8º andar.
7. Nesta aula acima, a prof Lia te explica o que é energia cinética, a relação entre trabalho e energia, de onde surgiu o teorema da energia cinética e seu uso e aplicação no dia-a-dia.

Princípio da Composição de Movimentos:

Todo movimento complexo pode ser decomposto em vários movimentos mais simples sempre que possível. Em outras palavras isso quer dizer que o movimento complexo nada mais é do que a superposição de vários movimentos mais simples.

Esse princípio facilitou muito, não só a vida dos cientistas, mas também o estudo de situações complexas. Exemplo disso é o lançamento oblíquo.

O exemplo mais clássico de aplicação desse princípio é sem dúvida no estudo do movimento de um corpo após ser lançado obliquamente em relação ao chão. Por isso vale a pena destacar esse exemplo com um cuidado maior.

O lançamento oblíquo:

O lançamento oblíquo consiste em lançamento geralmente de um projétil em que este faz um ângulo qualquer em relação a um referencial (geralmente o chão). Um esquema ilustrativo pode ser representado abaixo:

• Nesse lançamento alguns cuidados precisam ser tomados:
• 1 – Deve-se tomar bastante atenção na decomposição do vetor velocidade
• 2 – O lançamento oblíquo sempre obedece ao princípio da decomposição do movimento
• Pode-se notar que o lançamento oblíquo ocorre em dois eixos cartesianos, o eixo x e o eixo y. Por isso e por ele estar sob a ação da aceleração da gravidade pode ser decomposto em dois movimentos mais simples sendo um em cada eixo cartesiano.
• Eixo Y: O movimento presente no eixo y será o de Queda Livre (Observe que nesse eixo o movimento está sob ação da aceleração da gravidade, logo esse movimento possuirá as mesmas equações dos movimentos uniformemente variados (MUV)).

Eixo X: O movimento presente no eixo x será o movimento uniforme (repare que nesse caso o movimento não está sob a ação da aceleração da gravidade logo esse movimento possuirá as mesmas equações dos movimentos uniforme (MU)).

A conclusão que se pode tirar é de que a análise separadamente dos movimentos de cada eixo corresponde à análise do lançamento oblíquo de forma integral provando assim a aplicação do principio da composição do movimento.

Dica 1:  Você sabe o que significa “Queda Livre”? Não? Então acesse o seguinte post do Blog do Enem https://blogdoenem.com.br/queda-livre-fisica-enem/

Resumo sobre Lançamento Vertical e Queda Livre

As dicas da professora Lia:

1. Dizemos que estão em queda livre os corpos abandonados do repouso próximo a superfície de nosso planeta, deslocando-se verticalmente para baixo sob ação exclusiva da gravidade, desprezando totalmente a força de resistência do ar.
2. Em situações reais, no entanto, todo objeto que se move na atmosfera, tem seu movimento influenciado pelo ar em sua volta.
3. Como a queda livre é um movimento uniformemente variado, todas as funções que aprendemos até aqui são válidas. Mas, tenha especial atenção para a troca de alguns valores destas funções!
4. Por exemplo, a velocidade inicial será zero, pois o corpo é abandonado do repouso e, no lugar da aceleração, colocaremos 9,8m/s2, pois agora será aceleração gravitacional. Confira no vídeo acima!

Agora abaixo você tem exercícios sobre Composição de Movimentos. Eles já possuem as respostas, mas eu desafio você. Tente encontrar outras formas de resolver as questões, compare as duas, verifique as diferenças e post aqui no Blog. Tenho absoluta certeza de que você irá aprender muito mais assim. Um abração e nos encontramos aqui no Blog do ENEM.

Exercícios sobre Composição de Movimentos

01- (FUVEST-SP) Num vagão ferroviário, que se move com velocidade Vo=3ms com relação aos trilhos,estão dois meninos que correm um em direção ao outro, cada um com velocidade V=3m/s, com relação ao vagão.

A velocidade dos meninos VA e VB, com relação aos trilhos, será, respectivamente:

02- (UNESP-SP) Entre duas cidades X e Y, sopra um vento de 50 km/h na direção indicada na figura. Um avião, que desenvolve 250 km/h em relação ao ar, faz em linha reta a trajetória XY. Qual das retas abaixo melhor indica (no plano horizontal de vôo), a inclinação do avião em relação à trajetória XY?

03- (Univale-MG) Um ultraleve mantém a velocidade de 120km/h em relação ao ar, mantendo o nariz apontando para o Leste.Sopra vento Sul com velocidade de 90km/h. Nessas condições, podemos afirmar que a velocidade do ultraleve em relação à Terra é:

a) 150km/h, na direção sudeste

b) 30km/h, na direção Leste

c) 210km/h, na direção sudoeste

d) 50km/h, na direção Nordeste

e) 210km/h, na direção Sudeste

04- (UFBA) Um pássaro parte em vôo retilíneo e horizontal do seu ninho para uma árvore distante 75m e volta, sem interromper o vôo, sobre a mesma trajetória.Sabendo-se que sopra um vento de 5m/s na direção e sentido da árvore para o ninho e que o pássaro mantém, em relação à massa de ar, uma velocidade constante de 10m/s, determine, em segundos, o tempo gasto na trajetória de ida e volta.

05- (FEI-SP) Um avião voa com velocidade Va=300km/h  constante do norte para o sul. Em dado  momento ele entra em uma região onde o vento sopra com velocidade VV=150√3km/h de leste para oeste. Qual deverá ser o ângulo de correção da rota com a direção norte-sul que o avião deverá fazer para chegar a uma cidade  situada a 200km ao sul do ponto de partida?

06- (FGV-SP) Um patrulheiro viajando em um carro dotado de radar a uma velocidade de 60 km/h em relação a um referencial fixo no solo, é ultrapassado por uma caminhonete que viaja no mesmo sentido que ele.

A velocidade indicada pelo radar após a ultrapassagem é de 30 km/h. A velocidade da caminhonete em relação ao solo é, em km/h, igual a:

GABARITO

1 – A              2 – D              3 – A

4 –  Ida do ninho para a árvore (contra o vento)—-  VR=5m/s  —  VR=ΔS/Δt  —  5=75/Δt  —  Δt=15s

Volta da árvore para o ninho (a favor do vento)  —  VR=15m/s  —  VR= ΔS/Δt  —  15=75/Δt  —  Δt=5s  —

ΔTtotal = 15 + 5  —  ΔTtotal=20s

5 – D             6 – E

Os textos e imagens acima sobre Composição de Movimentos, foram elaborados, pelo Professor Wesley Oliveira, para o Blog do ENEM, Wesley é formado em Física, pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, e em Matemática pela UNISA – Universidade de Santo Amaro – São Paulo. Ministra aulas de Física e Matemática em escolas de São Paulo e da grande Florianópolis desde 2000. Facebook.