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9.º ano · Ciências Físico-Químicas
A interação · O movimento

O movimento retilíneo uniforme

Um comboio numa linha reta sem alterar a rapidez. O tapete rolante de uma caixa de supermercado. Um monta-cargas que sobe sempre ao mesmo ritmo. Todos se movem em linha reta e sem acelerar nem travar. Este movimento tem nome próprio, e é com ele que vamos saber quanto tempo demora a chegar à praia.

O que é um m.r.u.

Imagina uma bolha a subir num tubo com óleo. Se registares a altura a cada segundo ($0\ \text{s} \rightarrow 0\ \text{cm}$, $1\ \text{s} \rightarrow 4\ \text{cm}$, $2\ \text{s} \rightarrow 8\ \text{cm}$, $3\ \text{s} \rightarrow 12\ \text{cm}$), reparas que avança sempre o mesmo em tempos iguais. Como se descreve um movimento tão regular?

Animação de um móvel que avança com rapidez constante numa reta e passa pelas posições dos 0, 1, 2 e 3 segundos; em cada marca fica uma cópia fixa e surge a cota d do troço percorrido, igual em todos os intervalos. d d d 0 s 1 s 2 s 3 s a mesma distância em cada segundo
Pratica★☆☆Por começar
Explica por palavras tuas o que é um movimento retilíneo uniforme (m.r.u.): como é a sua trajetória? Como é a sua rapidez?

Explica por palavras tuas o que é um movimento retilíneo uniforme (m.r.u.): como é a sua trajetória? Como é a sua rapidez?

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Pratica★☆☆Por começar
Quais destes movimentos podem ser um m.r.u.? Justifica as suas respostas. a) Um comboio que percorre uma linha reta a $120\ \text{km/h}$ sem alterar a sua rapidez. b) Um…

Quais destes movimentos podem ser um m.r.u.? Justifica as suas respostas.

  1. a) Um comboio que percorre uma linha reta a $120\ \text{km/h}$ sem alterar a sua rapidez.
  2. b) Um carro preso num engarrafamento.
  3. c) Um tapete rolante de bagagens que curva nas esquinas.
  4. d) Um elevador que sobe com rapidez constante.
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Pratica★☆☆Por começar
Completa a frase com as palavras que faltam: «Num movimento retilíneo uniforme, a trajetória é uma linha $\dots$ e a velocidade é $\dots$». Apresenta a seguir um exemplo…

Completa a frase com as palavras que faltam: «Num movimento retilíneo uniforme, a trajetória é uma linha $\dots$ e a velocidade é $\dots$». Apresenta a seguir um exemplo da vida real.

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Pratica★★☆Por começar
Medindo a cada segundo, um carro percorre $10\ \text{m}$ no primeiro segundo, $15\ \text{m}$ no segundo segundo e $20\ \text{m}$ no terceiro segundo. a) É um movimento…

Medindo a cada segundo, um carro percorre $10\ \text{m}$ no primeiro segundo, $15\ \text{m}$ no segundo segundo e $20\ \text{m}$ no terceiro segundo.

  1. a) É um movimento retilíneo uniforme? Porquê?
  2. b) Qual é a sua velocidade média nesses $3\ \text{s}$?
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Distância, rapidez e tempo

Se a rapidez não muda, basta saber quanto se percorre por unidade de tempo. Daí vem a relação que usas em todos os problemas de m.r.u.:

Porquê? Se percorres $5\ \text{m}$ em cada segundo, em $4\ \text{s}$ percorres $4 \times 5$. É multiplicar a rapidez pelo tempo; dividir é o caminho inverso.

Pratica★☆☆Por começar
Uma trotinete elétrica percorre $60\ \text{m}$ em $12\ \text{s}$ numa rua reta, sem alterar a sua rapidez. Qual é a sua rapidez?

Uma trotinete elétrica percorre $60\ \text{m}$ em $12\ \text{s}$ numa rua reta, sem alterar a sua rapidez. Qual é a sua rapidez?

Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Um corpo com m.r.u. percorre $5\ \text{m}$ a cada segundo. a) Quantos metros percorre em $4\ \text{s}$? b) E em $10\ \text{s}$?

Um corpo com m.r.u. percorre $5\ \text{m}$ a cada segundo.

  1. a) Quantos metros percorre em $4\ \text{s}$?
  2. b) E em $10\ \text{s}$?
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Pratica★★☆Por começar
Um ciclista desce uma passagem de montanha a $72\ \text{km/h}$. a) Exprime a sua rapidez em $\text{m/s}$. b) Que distância percorre em $15\ \text{s}$ a essa rapidez?

Um ciclista desce uma passagem de montanha a $72\ \text{km/h}$.

  1. a) Exprime a sua rapidez em $\text{m/s}$.
  2. b) Que distância percorre em $15\ \text{s}$ a essa rapidez?
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Pratica★★☆Por começar
Entre duas povoações há $30\ \text{km}$ de estrada reta. a) Quanto tempo demora um carro que se desloca a $60\ \text{km/h}$? Apresenta o resultado em horas e em minutos.…

Entre duas povoações há $30\ \text{km}$ de estrada reta.

  1. a) Quanto tempo demora um carro que se desloca a $60\ \text{km/h}$? Apresenta o resultado em horas e em minutos.
  2. b) A que velocidade teria de ir para demorar apenas $20\ \text{min}$?
Resolver

Posição e tempo

Se o móvel não parte da origem do referencial, a sua posição no instante $t$ obtém-se somando à posição inicial a distância percorrida desde então. Para um movimento que avança no sentido positivo, sem inversão de sentido:

Porquê? O termo $r \cdot t$ é a distância percorrida desde o início; juntando-lhe o ponto de partida, tens a posição.

Move os seletores da posição inicial e da rapidez e observa como muda a reta do gráfico $x(t)$: quanto maior a rapidez, maior o declive da reta.

Pratica★☆☆Por começar
O tapete rolante de uma caixa de supermercado desloca as compras $2\ \text{m}$ em $10\ \text{s}$. A que velocidade se move o tapete?

O tapete rolante de uma caixa de supermercado desloca as compras $2\ \text{m}$ em $10\ \text{s}$. A que velocidade se move o tapete?

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Pratica★★☆Por começar
Um monta-cargas de uma obra sobe a $0,5\ \text{m/s}$. Quanto tempo demora a chegar desde o solo até a um andaime situado a $12\ \text{m}$ de altura?

Um monta-cargas de uma obra sobe a $0,5\ \text{m/s}$. Quanto tempo demora a chegar desde o solo até a um andaime situado a $12\ \text{m}$ de altura?

Resolver
Pratica★★☆Por começar
Um móvel passa pelas posições $x = 0\ \text{m}$, $4\ \text{m}$, $8\ \text{m}$ e $12\ \text{m}$ nos instantes $t = 0\ \text{s}$, $1\ \text{s}$, $2\ \text{s}$ e…

Um móvel passa pelas posições $x = 0\ \text{m}$, $4\ \text{m}$, $8\ \text{m}$ e $12\ \text{m}$ nos instantes $t = 0\ \text{s}$, $1\ \text{s}$, $2\ \text{s}$ e $3\ \text{s}$, como se mostra na figura.

x (m) 0 4 8 12 t = 0 s t = 1 s t = 2 s t = 3 s
  1. a) Que distância percorre em cada segundo?
  2. b) Qual é a sua rapidez? É um m.r.u.?
  3. c) Se continuar assim, em que posição estará no instante $t = 10\ \text{s}$?
Resolver
Pratica★★★Por começar
Uma família pode ir para a praia por dois trajetos: pela autoestrada, $120\ \text{km}$ a $100\ \text{km/h}$, ou pela estrada nacional, $90\ \text{km}$ a…

Uma família pode ir para a praia por dois trajetos: pela autoestrada, $120\ \text{km}$ a $100\ \text{km/h}$, ou pela estrada nacional, $90\ \text{km}$ a $60\ \text{km/h}$.

  1. a) Calcula o tempo que demoram por cada trajeto, em horas.
  2. b) Exprime esses tempos em minutos.
  3. c) Por qual chegam mais depressa? Quantos minutos de diferença há?
Resolver

Movimentos em relação a outro referencial

A rapidez depende do referencial. Num tapete rolante ou numa escada rolante, a pessoa move-se em relação aos degraus e os degraus movem-se em relação ao piso. Quando os dois movimentos têm a mesma direção:

  • mesmo sentido: as rapidezes somam-se;

  • sentidos opostos: subtrai-se a menor à maior, e o movimento resultante tem o sentido da maior.

Pratica★★★Por começar
No ginásio, a passadeira de corrida marca $12\ \text{km/h}$. a) Quantos metros «percorre» uma corredora em $5\ \text{min}$ sobre a passadeira? b) Deslocou-se em relação…

No ginásio, a passadeira de corrida marca $12\ \text{km/h}$.

  1. a) Quantos metros «percorre» uma corredora em $5\ \text{min}$ sobre a passadeira?
  2. b) Deslocou-se em relação ao chão do ginásio? Explica a diferença entre o movimento em relação à passadeira e em relação ao chão.
Resolver
Pratica★★★Por começar
Umas escadas rolantes sobem a $0,5\ \text{m/s}$, como se mostra na figura. a) Se subires por elas a caminhar a $1\ \text{m/s}$ em relação aos degraus, a que velocidade…

Umas escadas rolantes sobem a $0,5\ \text{m/s}$, como se mostra na figura.

escada: 0,5 m/s a caminhar: 1 m/s
  1. a) Se subires por elas a caminhar a $1\ \text{m/s}$ em relação aos degraus, a que velocidade sobes em relação ao piso do centro comercial?
  2. b) E se descesses a caminhar a $1\ \text{m/s}$ enquanto as escadas sobem? Em que sentido te moverias em relação ao piso?
  3. c) O que aconteceria se descesses a caminhar a $0,5\ \text{m/s}$? Explica cada caso.
Resolver

Aproximação e alcance entre dois móveis

Quando dois móveis partem de lugares diferentes e vão um ao encontro do outro, a distância entre eles diminui à soma das suas rapidezes.

Dois ciclistas saem ao mesmo tempo das povoações A e B e aproximam-se numa reta, um a 15 km/h e outro a 9 km/h, até se encontrarem a 15 km de A. povoação A povoação B 15 km/h 9 km/h aproximam-se a 15 + 9 = 24 km/h

Se um móvel parte com avanço e outro, mais rápido, o persegue pelo mesmo caminho, a distância entre eles diminui à diferença das rapidezes.

Porquê? Se o da frente avança $20\ \text{m}$ por segundo e o de trás $25\ \text{m}$, a separação diminui $25 - 20 = 5\ \text{m}$ em cada segundo.

Pratica★★★Por começar
Dois ciclistas partem ao mesmo tempo, um de cada povoação, pela estrada reta de $24\ \text{km}$ que as une. Um desloca-se a $15\ \text{km/h}$ e o outro a…

Dois ciclistas partem ao mesmo tempo, um de cada povoação, pela estrada reta de $24\ \text{km}$ que as une. Um desloca-se a $15\ \text{km/h}$ e o outro a $9\ \text{km/h}$, como se mostra na figura.

povoação A povoação B 24 km 15 km/h 9 km/h ?
  1. a) A que velocidade se aproximam um do outro?
  2. b) Quanto tempo demoram a encontrar-se?
  3. c) Que distância percorreu cada um quando se encontram?
Resolver
Pratica★★★Por começar
O Leo começa a caminhar por um caminho reto a $1,5\ \text{m/s}$. Sessenta segundos mais tarde sai a Nora, pelo mesmo caminho, a $3\ \text{m/s}$, como se mostra na figura…

O Leo começa a caminhar por um caminho reto a $1,5\ \text{m/s}$. Sessenta segundos mais tarde sai a Nora, pelo mesmo caminho, a $3\ \text{m/s}$, como se mostra na figura (no momento em que a Nora parte).

Nora 3 m/s Leo 1,5 m/s avanço = ?
  1. a) Que avanço leva o Leo no momento em que a Nora parte?
  2. b) Quantos metros ganha a Nora ao Leo a cada segundo?
  3. c) Quanto tempo demora a Nora a alcançá-lo?
Resolver

Aplicações do quotidiano

Com tudo isto resolves problemas reais: horas de chegada, comparação de trajetos, ida e volta, até a luz do Sol.

Pratica★☆☆Por começar
Um avião voa em linha reta e percorre $150\ \text{km}$ em $0,5\ \text{h}$ com velocidade constante. Qual é a sua velocidade em $\text{km/h}$?

Um avião voa em linha reta e percorre $150\ \text{km}$ em $0,5\ \text{h}$ com velocidade constante. Qual é a sua velocidade em $\text{km/h}$?

Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Uma tartaruga avança em linha reta a $0,3\ \text{m/s}$ durante $10\ \text{s}$. Que distância percorre?

Uma tartaruga avança em linha reta a $0,3\ \text{m/s}$ durante $10\ \text{s}$. Que distância percorre?

Resolver
Pratica★★☆Por começar
Quanto tempo demora um carro a percorrer $240\ \text{km}$ numa autoestrada se mantiver uma velocidade constante de $80\ \text{km/h}$?

Quanto tempo demora um carro a percorrer $240\ \text{km}$ numa autoestrada se mantiver uma velocidade constante de $80\ \text{km/h}$?

Resolver
Pratica★★☆Por começar
Um corredor mantém uma rapidez constante de $5\ \text{m/s}$. Quanto tempo demora a percorrer $900\ \text{m}$? Apresenta o resultado em segundos e em minutos.

Um corredor mantém uma rapidez constante de $5\ \text{m/s}$. Quanto tempo demora a percorrer $900\ \text{m}$? Apresenta o resultado em segundos e em minutos.

Resolver
Pratica★★☆Por começar
Um barco navega em linha reta a $18\ \text{km/h}$ durante $30\ \text{min}$. Que distância percorre?

Um barco navega em linha reta a $18\ \text{km/h}$ durante $30\ \text{min}$. Que distância percorre?

Resolver
Pratica★★★Por começar
A luz do Sol percorre $1,5\cdot10^{8}\ \text{km}$ até à Terra a uma velocidade de $3\cdot10^{5}\ \text{km/s}$. a) Quantos segundos demora a luz do Sol a chegar até nós?…

A luz do Sol percorre $1,5\cdot10^{8}\ \text{km}$ até à Terra a uma velocidade de $3\cdot10^{5}\ \text{km/s}$.

  1. a) Quantos segundos demora a luz do Sol a chegar até nós?
  2. b) Exprime o resultado em minutos e segundos.
  3. c) Se o Sol se apagasse repentinamente, quando é que o veríamos da Terra? Justifica a resposta.
Resolver
Pratica★★★Por começar
Um autocarro parte às 10:00 e deve percorrer $45\ \text{km}$ a uma velocidade constante de $60\ \text{km/h}$. a) A que horas chega ao seu destino? b) Se um…

Um autocarro parte às 10:00 e deve percorrer $45\ \text{km}$ a uma velocidade constante de $60\ \text{km/h}$.

  1. a) A que horas chega ao seu destino?
  2. b) Se um engarrafamento o obrigar a deslocar-se a $45\ \text{km/h}$, a que horas chegaria?
  3. c) Quantos minutos de atraso acumula nesse caso?
Resolver
Pratica★★★Por começar
Um barco de pesca navega em linha reta a $10\ \text{km/h}$ durante $3\ \text{h}$. a) A que distância do porto se encontra? b) A que velocidade deve regressar para estar…

Um barco de pesca navega em linha reta a $10\ \text{km/h}$ durante $3\ \text{h}$.

  1. a) A que distância do porto se encontra?
  2. b) A que velocidade deve regressar para estar de volta em $2\ \text{h}$?
  3. c) Qual é a velocidade média de toda a viagem, ida e volta?
Resolver

Voltando ao princípio: o comboio, o tapete e o monta-cargas têm trajetória reta e rapidez constante, e por isso aplica-se $d = r \cdot \Delta t$.

Em resumo

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