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Posição em uma dimensão

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Para definir a posição de um objeto, introduz-se um sistema de coordenadas que permite estabelecer um ponto de origem e definir a posição medindo a distância ao longo de uma linha reta ou uma curva. Como resultado, a unidade de posição corresponde a uma medida de comprimento, como quilômetros, metros, centímetros, e assim por diante.

A escolha do sistema de coordenadas é flexível e é feita para simplificar ao máximo a modelagem e os cálculos associados. Por exemplo, se o objeto se move ao longo de uma trilha, que não necessariamente é reta, é vantajoso definir o sistema de coordenadas ao longo dessa trilha. Nesse caso específico, a posição é definida como a distância a partir da origem ou do ponto de partida da trilha.

>Modelo

ID:(607, 0)



Posição, uma dimensão

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Um dos aspectos fundamentais da física é determinar a posição dos objetos que analisamos. Este simulador permite explorar esse conceito: ao gerar uma barra vermelha e mover o mouse, é possível determinar seu comprimento. Esse comprimento corresponde à posição da borda direita em relação a uma origem situada na borda esquerda.

simulation

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Se alguém nos disser que está a 45 km de distância, surge imediatamente a pergunta: a partir de onde? Ou seja, precisamos conhecer a origem que dá sentido a essa informação.

No simulador, isso se traduz na necessidade de posicionar o zero da régua no lado esquerdo da caixa vermelha para determinar corretamente a posição do lado direito.

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Se isso não for feito com cuidado, o valor lido na régua no lado direito será incorreto e a simulação mostrará que a medição foi feita de forma errada:

image

Ao posicionar a régua na origem, percebemos imediatamente como é difícil alinhar exatamente o zero com a borda esquerda. Algo semelhante acontece na borda direita, que cai entre duas marcas da régua, obrigando-nos a estimar seu valor:

image

No final, estimamos a fração do espaço preenchido e atribuímos um valor com precisão de décimos de milímetro. No entanto, percebemos que estamos operando nesse nível sem sequer considerar os centésimos.

Concluímos, portanto, que todo instrumento de medição (não apenas os de comprimento) possui uma limitação inerente. Por isso, os valores medidos devem sempre ser expressos com sua incerteza, assunto que será discutido posteriormente.

>Modelo

ID:(3, 0)



Referência de medição de comprimento

Definição

Cada medição corresponde a uma comparação de um valor específico com um padrão de referência, resultando no valor sendo obtido na unidade correspondente.

Ao longo do tempo, esses padrões evoluíram, alcançando uma maior precisão. Exemplos incluem:

Cópia falsa do padrão do primeiro metro (observe a grafia incorreta), selada na fundação de um edifício, 36 rue de Vaugirard, Paris, Ken Eckert (Wikimedia Commons)



Uma cópia do metro provisório instalado de 1796 a 1797, localizado na parede de um prédio na 36 Rue de Vaugirard, em Paris

Réplicas históricas holandesas de padrões métricos na coleção do Rijksmuseum, Amsterdã: medidor de ferro com caixa (construído por Étienne Lenoir, 1799; número de catálogo NG-2001-16-C-8), quilograma grave de cobre com caixa (1798; número de catálogo NG-2001-16-D-9), medidas de volume de cobre ( 1829; número de catálogo NG-2001-16-B-28)., Yerpo (Wikimedia Commons)



Em 1799, Étienne Lenoir fabricou os padrões de platina e doze de ferro do metro.

Rule (Modificado do Wikimedia Commons, uma régua, representando duas unidades habituais de comprimento, o centímetro e a polegada)

A régua graduada inclui uma escala graduada longitudinal feita de aço inoxidável para evitar que a formação de ferrugem dificulte a leitura ou apague a escala.

ID:(2238, 0)



Régua ou fita métrica

Imagem

Uma régua ou uma fita métrica são ambos métodos de medir comprimento. Uma régua é um dispositivo de medição plano marcado com unidades de comprimento, como polegadas, centímetros ou milímetros. Uma fita métrica é um dispositivo de medição flexível marcado com unidades de comprimento. As fitas métricas geralmente são mais precisas do que as réguas, pois podem medir superfícies curvas e podem ser estendidas a comprimentos maiores.

ID:(12508, 0)



Telêmetro a laser

Nota

Um medidor a laser é um dispositivo que usa um feixe de laser para medir a distância entre dois pontos. Ele funciona enviando um pulso de laser, que é refletido pelo objeto a ser medido e então detectado pelo medidor a laser. O tempo que leva o pulso de laser para viajar do medidor a laser para o objeto e de volta pode então ser usado para calcular a distância entre os dois pontos. Medidores a laser são comumente usados em levantamentos, navegação e outras aplicações onde medidas precisas são necessárias.

ID:(481, 0)



GPS (Sistema de Posicionamento Global)

Citar

O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema de navegação baseado em satélite que usa uma rede de 24 satélites orbitando a Terra para determinar a localização exata de uma pessoa ou objeto no planeta. Os receptores GPS calculam a distância para cada satélite medindo a quantidade de tempo que leva para as sinalizar viajarem do satélite para o receptor. Uma vez que essas distâncias são conhecidas, o receptor pode usar um processo chamado trilateração para calcular sua localização exata, incluindo longitude e latitude, bem como altitude. Isso pode ser usado para medir distâncias entre dois locais, bem como o comprimento de um caminho percorrido por uma pessoa ou objeto.

ID:(474, 0)



Posição

Exercício

La posição ($s$) de um objeto em um sistema unidimensional se refere à localização do objeto em relação a um ponto de referência. Essa localização é expressa como a distância entre o objeto e o ponto de origem. Essa distância pode ser uma linha reta em um eixo cartesiano, ou pode seguir um caminho curvo.

ID:(15, 0)



Posição inicial

Equação

La velocidade ($s_0$) é a localização de partida de um objeto antes que qualquer movimento comece. Essa localização é definida como a distância entre o objeto e o ponto de origem. Essa distância pode ser uma linha reta em um eixo cartesiano ou pode seguir uma trajetória curva.

ID:(10302, 0)



Distância percorrida

Script

La distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) por um objeto é medida medindo a distância entre dois pontos específicos ao longo de uma trajetória. Essa trajetória pode ser uma linha reta em um eixo cartesiano ou um caminho curvo. A distância é calculada medindo o comprimento da trajetória entre os dois pontos de partida e chegada.

ID:(9495, 0)



Posição em uma dimensão

Descrição

Para definir a posição de um objeto, introduz-se um sistema de coordenadas que permite estabelecer um ponto de origem e definir a posição medindo a distância ao longo de uma linha reta ou uma curva. Como resultado, a unidade de posição corresponde a uma medida de comprimento, como quilômetros, metros, centímetros, e assim por diante. A escolha do sistema de coordenadas é flexível e é feita para simplificar ao máximo a modelagem e os cálculos associados. Por exemplo, se o objeto se move ao longo de uma trilha, que não necessariamente é reta, é vantajoso definir o sistema de coordenadas ao longo dessa trilha. Nesse caso específico, a posição é definida como a distância a partir da origem ou do ponto de partida da trilha.

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\Delta s$
Ds
Distância percorrida em um tempo
m
$s$
s
Posição
m
$s_0$
s_0
Velocidade
m

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

Se partirmos de la velocidade ($s_0$) e quisermos calcular la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$), é necessário definir um valor para la posição ($s$).

Em um sistema unidimensional, la distância percorrida em um tempo ($\Delta s$) é obtido simplesmente subtraindo la velocidade ($s_0$) de la posição ($s$), resultando em:

$ \Delta s = s - s_0 $

(ID 4352)


Exemplos


ID:(607, 0)