Sem matemática hoje
Para alguns de vocês, tenho boas notícias. Esta lição de cinemática não incluirá quaisquer números ou matemática. Neste ponto, você deve saber como realizar todos os cálculos necessários com os gráficos Posição x Tempo e Velocidade x Tempo . Agora, vamos ver o que podemos descobrir apenas observando as formas desses gráficos, sem a necessidade de números.
Gráficos Qualitativos
Se eu mostrar a você dois gráficos diferentes de Posição vs. Tempo e pedir que você me diga qual deles representa um objeto viajando a uma velocidade constante, você não deverá ter problemas para descobrir.
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Afinal, este gráfico mostra a posição e o tempo mudando a uma taxa constante. O segundo gráfico mostra um objeto que não está se movendo. Se fosse necessário, você poderia calcular as inclinações dos gráficos e me dar a velocidade. Mas, e se eu tirar todos os números? Você ainda pode escolher o gráfico de velocidade constante? Claro que você pode. O gráfico ainda mostra a mudança de posição e tempo em uma taxa consistente, embora eu tenha retirado os valores reais.
O que você acabou de fazer é fazer uma avaliação qualitativa do gráfico e usá-lo para descrever o movimento do objeto. Com a representação gráfica qualitativa, você descreve o movimento de um objeto reconhecendo as formas básicas em seu gráfico, não por meio de cálculos exatos.
A melhor maneira de proceder é examinar as sete formas básicas dos gráficos de Velocidade x Tempo e Posição x Tempo . No final, você deve ser capaz de reconhecer rapidamente o que está acontecendo em cada gráfico, a aparência de um tipo específico de movimento em ambos os tipos de gráfico e como esboçar um tipo de gráfico se for dado o outro tipo. Vamos mergulhar de cabeça.
Formas básicas de gráfico
Aqui está o nº 1.
1: O objeto não está se movendo.
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Como você pode ver, a posição não está mudando no primeiro gráfico e a velocidade é de 0 m / s no segundo. Aqui, você está simplesmente parado.
2: O objeto está se movendo a uma velocidade constante na direção positiva.
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Aqui, a posição e o tempo estão mudando a uma taxa constante, para cima. O gráfico de velocidade é horizontal, acima do eixo do tempo. Agora, você está caminhando a passos firmes.
3: O objeto está se movendo a uma velocidade constante na direção negativa.
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Esses gráficos são o oposto do # 2. A posição muda constantemente para baixo. A velocidade é uma linha horizontal abaixo do eixo do tempo. De volta ao ponto de partida, você decide caminhar para trás em um ritmo constante.
4: O objeto está acelerando (ou acelerando) na direção positiva.
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O gráfico Posição vs. Tempo mostra um objeto que se move mais rápido com o passar do tempo, desenhado como uma curva. O gráfico de velocidade está aumentando constantemente, em linha reta. Uma velocidade constante não o cortará mais. Você começa a andar devagar, mas se move cada vez mais rápido até correr para frente.
5: O objeto está diminuindo a velocidade na direção positiva.
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Esses gráficos mostram o oposto de # 4. A mudança de posição diminui com o passar do tempo. A velocidade diminui constantemente. Desta vez, você já está correndo para frente no início, mas gradualmente desacelera até uma parada.
6: O objeto está diminuindo a velocidade na direção negativa.
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Este pode ser um pouco mais difícil de entender. A posição está mudando para trás, em direção ao ponto inicial e a velocidade geral está ficando mais lenta. Para mim, isso é mais fácil de ver no gráfico de velocidade. A velocidade está diminuindo para 0 m / s. Como o gráfico está abaixo do eixo do tempo, o vetor é negativo, o que significa que o objeto está se movendo para trás. Começando vários metros de distância do ponto de partida fixo, você corre para trás em direção a ele. Você não pode correr por muito tempo e gradualmente começar a desacelerar até parar de se mover.
7: O objeto está acelerando na direção negativa.
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Esses gráficos são o oposto de # 6. A posição está mudando para trás mais rápido com o passar do tempo. Novamente, para mim, isso é mais fácil de ver no gráfico de velocidade. A velocidade está aumentando, mas como a linha está abaixo do eixo do tempo, a velocidade está aumentando na direção negativa. Novamente, a vários metros do ponto inicial fixo original, você decide voltar. Desta vez, você começa a andar, mas acelera para uma corrida conforme vai para trás.
Resumo da lição
Vamos revisar. A cinemática pode ser representada visualmente por meio de gráficos. Os gráficos de velocidade x tempo e posição x tempo são os mais comuns. Depois de se familiarizar com esses gráficos, você pode começar a identificar tendências sem usar números ou fazer qualquer matemática. As observações qualitativas dependem da sua capacidade de escolher essas formas básicas e usá-las para descrever o movimento do objeto que está sendo representado no gráfico.
Existem sete formas básicas com as quais você deve se familiarizar. Eu recomendo olhar para muitos gráficos até que você se sinta confortável com todas as combinações possíveis de movimento.
Resultados de Aprendizagem
Estude os detalhes desta lição a fim de aprimorar sua capacidade de:
- Faça observações qualitativas olhando os gráficos
- Descreva as sete formas básicas de gráficos com as quais você deve estar familiarizado