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Introdução à Cinemática
Cinemática é a parte da física que estuda o movimento sem se preocupar com os
motivos (força) que originam esse movimento. As forças são estudadas na dinâmica.
Para chegarmos ao estudo da dinâmica teremos que organizar informações sobre a
posição, o deslocamento, o espaço percorrido, a velocidade, a rapidez e a aceleração dos
corpos que estudaremos aqui na Cinemática.
Conceitos Básicos
1. Espaço
Considere um corpo em movimento em uma trajetória (percurso) conhecida . Sua
posição nessa trajetória irá depender de um ponto de referência que podemos simbolizar
por o. O deslocamento desse corpo a partir de o é a posição dele na trajetória, e esse
percurso feito pelo corpo é denominado espaço, simbolizado pela grandeza s.
Exemplo:
Quando estamos viajando e passamos por uma placa Km 25, por exemplo, entendemos
que estamos a 25 km do Km 0 que pode ser considerado a origem da trajetória.
No ponto o, denominada origem do espaço, o espaço s é igual a zero, pois não ocorreu
deslocamento.
Em qualquer outro ponto dessa trajetória o espaço poderá assumir valor negativo ou
positivo, dependendo da sua orientação que indica o sentido para o qual o espaço cresce.
O Sistema Internacional de Unidades (SI) estabelece como unidade de medida do
espaço o metro (m).
2. Deslocamento Escalar
Como no item anterior, deslocamento é o espaço percorrido em uma determinada
trajetória.
Veja:
Um corpo em uma mesma trajetória em espaços diferentes.
Concluímos que a variação dos espaços e tempo percorridos por esse corpo é calculado
da seguinte forma:
∆S = S2 - S1
∆t = t2 - t1
Então, se o corpo desloca:
• no sentido da trajetória: S2 > S1 → ∆S > 0
• no sentido oposto ao da trajetória: S2 < S1 → ∆S < 0
Agora, se no instante t1 e t2, o corpo estiver na mesma posição teremos:
S2 = S1 → ∆S = 0
Velocidade Média
Velocidade Média (Vm)
Considere que você precisa fazer uma viagem de Belém a Mosqueiro, distante 75 km,
considere também que esta viagem seja feita em 2 h, um tempo bastante longo para os
nossos padrões. Dividindo a distância (75 km) pelo tempo (2h), encontraremos a sua
velocidade média vm:
vm = 75/2 = 37,5 km/h
Em um outro automóvel que gastasse apenas 45 minutos ou 3/4 da hora (uma hora
possui 60 minutos e cada 1/4 da hora, 15 minutos) sua velocidade seria bem maior,
observe:
m = 75/(3/4) = 100 km/h
Perceba que quanto menor o tempo, maior a velocidade. A velocidade média é definida
como sendo a relação entre o espaço percorrido por um móvel e o tempo gasto para
percorre-lo.
onde ΔS = S – SO e Δt = t – tO
S → posição final do móvel
So → posição inicial
to → tempo inicial
t → tempo final
Usando o exemplo anterior, imagine que você tenha saído de Belém (km zero) às 9:45 h
e tenha chegado a Mosqueiro (km 75) às 10:30 h. Então:
S = 75 Km
SO = 0
tO = 9:45 h
t = 10:30 h
ΔS = S – SO = 75 – 0 = 75 km
Δt = t – tO = 10:30 – 9:45 = 0:45 h = 45 minutos = 3/4 da hora
para calcularmos a velocidade média, substituímos na fórmula:
vm = 75/(3/4) = 100 km/h
Nome: Adriano
1º Fase