CINEMÁTICA

     Na cinemática, vamos estudar os movimentos sem levar em consideração as suas causas. Isso quer dizer que vamos determinar a posição, a velocidade e a aceleração de um corpo em cada instante, sem nos preocuparmos com as suas causas.

PONTO MATERIAL E CORPO EXTENSO

     É comum no estudo da cinemática denominarmos os corpos, objetos do estudo, de modo genérico como móvel. Quando as dimensões de um móvel são desprezíveis em comparação com as dimensões dos outros corpos que participam do fenômeno em estudo, podemos tratá-lo como uma partícula ou ponto material. Se as dimensões do corpo não podem ser desprezadas, ele é chamado de corpo extenso. Um mesmo corpo pode ser um ponto material ou corpo extenso, dependendo da ocasião. Por exemplo: se um carro estiver em uma rodovia, as suas dimensões não têm a menor importância no estudo do seu movimento, trata-se de um ponto material; no entanto, o mesmo carro estacionado junto a outros veículos tem dimensões comparáveis com as dos corpos envolvidos e, por isso, não podem ser desprezadas, trata-se de um corpo extenso.

     

A LOCALIZAÇÃO DE UM MÓVEL

     Um dos principais objetivos da cinemática é localizar um móvel em cada instante. Nas rodovias isso é feito com o uso de placas correspondentes aos marcos quilométricos. Por exemplo, uma placa com a indicação "km 60" indica que a origem das posições ou inicio da estrada encontra-se a 60 km.

SISTEMA DE REFERÊNCIA

     Para definir o estado de movimento de um corpo é necessário adotar um sistema de referência ou referencial. Um móvel está em movimento quando a sua posição muda no decorrer do tempo em relação ao referencial adotado.

 

 

 

 

 

 

     Uma carreta está em repouso em relação a outra, pois, a distância entre elas não se altera no decorrer do tempo. Um móvel está em repouso quando a sua posição não muda no decorrer do tempo, em relação ao referencial adotado.

      Em relação a estrada, o motorista do ônibus está em movimento, visto que a sua posição varia com o "passar" do tempo, em relação a este referencial. Mas se o referencial for um passageiro sentado dentro do próprio ônibus, o motorista estará em repouso, já que em relação a este referencial a sua posição não varia no decorrer do tempo.

     Assim sendo, não se pode descrever o estado de um móvel sem antes definir o sistema de referência. Diz-se que o movimento é relativo, ou seja, depende do referencial adotado.

     Por exemplo, neste momento você pode estar em repouso em relação ao seu computador, mas em relação ao Sol está viajando com velocidade de aproximadamente 107.000 km/h.

 

 

A TRAJETÓRIA DE UM CORPO É RELATIVA

     Durante o movimento um móvel deixa um rastro por onde passa. Esse rastro que é a união de todas as posições ocupadas pelo corpo é chamada de trajetória.

     A trajetória do corpo também depende do referencial, ou seja, ela também é relativa. Por exemplo, na animação abaixo a trajetória da bola é uma reta para um passageiro no interior do vagão, mas para um individuo que observa o fenômeno  a partir de uma posição fixa no exterior do vagão a trajetória será um arco de parábola.

VELOCIDADE

     A velocidade mede a rapidez com que um móvel varia a sua posição no decorrer do tempo em relação ao referencial adotado.

Velocidade escalar instantânea: informa a velocidade em cada instante. A velocidade escalar instantânea é a registrada pelo velocímetro de um automóvel no instante em que se faz a leitura. Por exemplo, quando você olha para o velocímetro e ele registra 80 km/h, esta é a velocidade nesse instante, ou seja, a velocidade instantânea.

Velocidade escalar média: mede a rapidez média do móvel ao longo do percurso. No cálculo da velocidade média só importam as posições inicial e final e os instantes inicial e final, não importando se houve paradas ou não.

                    

     

1h = 60 min = 3600s s ÷ 3600 = h
1 min = 60 s Km/h ÷ 3,6 = m/s
min ÷ 60 = h

No conversor a baixo, se for usado m e s ao invés de km e h a velocidade obtida estará em m/s.

s1= km

t1= h

s2= km

t2= h

Vm = (s2 - s1 ) / ( t2 - t1 )

Vm km / h

 

ACELERAÇÃO

     A aceleração mede a rapidez com que o móvel varia a sua velocidade no decorrer do tempo em relação ao referencial adotado.

Aceleração escalar instantânea: informa o módulo da aceleração em cada instante de tempo. 

Aceleração escalar média: mede a média da rapidez com que o móvel varia a sua velocidade, visto que na maioria dos casos essa variação não é constante. Novamente, só importam as velocidades inicial e final e os instantes inicial e final.

 

V1= m/s

t1= s

V2= m/s

t2= s

am = (V2 - V1) / (t2 - t1)

am= m / s2

Classificação dos movimentos

Progressivo:  o movimento é progressivo quando o móvel desloca-se no sentido da orientação da trajetória, ou seja, a sua velocidade é positiva e suas posições(marcos quilométricos) crescem no decorrer do tempo.

Retrógrado: o movimento é retrógrado quando o móvel desloca-se no sentido oposto ao da orientação da trajetória, ou seja, a sua velocidade é negativa e suas posições decrescem no decorrer do tempo.

Acelerado: se o módulo da velocidade(rapidez) do móvel aumenta no decorrer do tempo, seu movimento é acelerado. Isso ocorre quando a velocidade e a aceleração têm o mesmo sinal.

Retardado: no movimento retardado o módulo da velocidade diminui no decorrer do tempo. Isso ocorre quando a velocidade e a aceleração têm sinais opostos.

 

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