Cinemática:
Diz-se que um corpo está em movimento se sua posição varia com o tempo em relação a um referencial escolhido. Se a posição não muda com o passar do tempo ele está em repouso em relação a esse referencial.
Muitas vezes estamos interessados em saber não apenas se um corpo está em movimento, mas também queremos saber quão rapidamente ele se desloca. Os conceitos de rápido ou lento, assim como os de movimento ou repouso, são relativos. No entanto, uma vez adotado um sistema de referência, podemos decidir sobre a rapidez de um movimento a partir da definição de velocidade.
Muitas vezes estamos interessados em saber não apenas se um corpo está em movimento, mas também queremos saber quão rapidamente ele se desloca. Os conceitos de rápido ou lento, assim como os de movimento ou repouso, são relativos. No entanto, uma vez adotado um sistema de referência, podemos decidir sobre a rapidez de um movimento a partir da definição de velocidade.
Grandezas da Cinemática:
- Intervalo de tempo:
Todos os movimentos que estudaremos acontecerão a partir de um determinado instante, que chamaremos instante inicial e representaremos por t.
Ao tempo decorrido entre dois determinados instantes denominamos intervalo de tempo. Representamos o intervalo de tempo por Δt. Sua unidade no sistema internacional é o segundo (s).Podemos representar matematicamente o intervalo de tempo por: ΔT = t - t0
- Posição e Deslocamento:
Você já observou aquelas plaquinhas colocadas na beirada da estrada? Elas indicam a quilometragem, registram a posição do carro e permitem a você localizar-se na estrada.
Posição de um móvel é a sua localização em relação a uma determinada origem.
Representamos a posição por S. Sua unidade no Sistema internacional é o metro (m).
Imaginemos que uma pessoa saiu do quilômetro 4 e neste instante está no quilômetro 8. Qual foi o seu deslocamento?
Sua posição inicial, representada por S0, é 4 km. Sua posição final é S, e vale 8 km.
A diferença entre duas posições de um móvel é denominado deslocamento.
Representamos deslocamento por ΔS. Sua unidade no Sistema Internacional é o metro (m), e sua representação matemática é: ΔS = S - S0
Então o deslocamento da pessoa em questão foi 4 km.
Todos os movimentos que estudaremos acontecerão a partir de um determinado instante, que chamaremos instante inicial e representaremos por t.
Ao tempo decorrido entre dois determinados instantes denominamos intervalo de tempo. Representamos o intervalo de tempo por Δt. Sua unidade no sistema internacional é o segundo (s).Podemos representar matematicamente o intervalo de tempo por: ΔT = t - t0
- Posição e Deslocamento:
Você já observou aquelas plaquinhas colocadas na beirada da estrada? Elas indicam a quilometragem, registram a posição do carro e permitem a você localizar-se na estrada.
Posição de um móvel é a sua localização em relação a uma determinada origem.
Representamos a posição por S. Sua unidade no Sistema internacional é o metro (m).
Imaginemos que uma pessoa saiu do quilômetro 4 e neste instante está no quilômetro 8. Qual foi o seu deslocamento?
Sua posição inicial, representada por S0, é 4 km. Sua posição final é S, e vale 8 km.
A diferença entre duas posições de um móvel é denominado deslocamento.
Representamos deslocamento por ΔS. Sua unidade no Sistema Internacional é o metro (m), e sua representação matemática é: ΔS = S - S0
Então o deslocamento da pessoa em questão foi 4 km.
Velocidade:
Se um objeto está em movimento num dado sistema, ele é dotado de velocidade. Imaginemos que, num intervalo de tempo, o móvel percorra um espaço . A relação entre o espaço percorrido e o intervalo de tempo gasto para percorrê-lo é a velocidade média nesse intervalo de tempo, como mostra a fórmula ao lado:
Quanto maior for a velocidade de um móvel tanto mais rápido ele estará.
Como a velocidade está relacionada com a variação da posição, cada observação de um objeto em movimento é a observação de um objeto que tem uma certa velocidade.
Para a sua determinação experimental, requer-se a determinação da sua posição em dois instantes diferentes de tempo e a escolha de um sistema de referência.
Por exemplo, um indivíduo dentro de um ônibus está com velocidade não nula para um observador que esteja na rua observando o ônibus passar. Entretanto, a velocidade do indivíduo pode ser nula em relação ao motorista do ônibus.
As unidades de velocidade freqüentemente usadas são km/h (quilômetros por hora), m/s (metros por segundo) e m/h (metros por hora). No sistema internacional, a velocidade é medida em metros por segundo.
Quanto maior for a velocidade de um móvel tanto mais rápido ele estará.
Como a velocidade está relacionada com a variação da posição, cada observação de um objeto em movimento é a observação de um objeto que tem uma certa velocidade.
Para a sua determinação experimental, requer-se a determinação da sua posição em dois instantes diferentes de tempo e a escolha de um sistema de referência.
Por exemplo, um indivíduo dentro de um ônibus está com velocidade não nula para um observador que esteja na rua observando o ônibus passar. Entretanto, a velocidade do indivíduo pode ser nula em relação ao motorista do ônibus.
As unidades de velocidade freqüentemente usadas são km/h (quilômetros por hora), m/s (metros por segundo) e m/h (metros por hora). No sistema internacional, a velocidade é medida em metros por segundo.
Aceleração:
Imaginemos agora que o móvel tenha uma velocidade, a qual varia com o tempo num dado sistema de referência.
Se um móvel varia sua velocidade, diz-se que ele está dotado de aceleração.
Se, num intervalo de tempo, houve uma variação de velocidade, definimos a aceleração média (am) nesse intervalo como a relação mostrada ao lado:
Se algum corpo inicia o movimento em algum instante de tempo, então, nos instantes imediatamente subseqüentes, o corpo estará dotado de aceleração.
Um gato parte do repouso em direção a um rato e você o observa (você é o referencial). Nos primeiros instantes do movimento ele está acelerado, uma vez que sua velocidade inicialmente era zero (em repouso) e logo depois é diferente de zero (em movimento).
Durante o movimento, um corpo pode também estar desacelerado. Esse é o caso quando você breca.
Não é usual quantificar a aceleração no cotidiano. Devido à definição de aceleração, no sistema internacional, a unidade é m/s².
Uma aceleração conhecida é a da gravidade, que é de 9,8 m/s² em média.
Se um móvel varia sua velocidade, diz-se que ele está dotado de aceleração.
Se, num intervalo de tempo, houve uma variação de velocidade, definimos a aceleração média (am) nesse intervalo como a relação mostrada ao lado:
Se algum corpo inicia o movimento em algum instante de tempo, então, nos instantes imediatamente subseqüentes, o corpo estará dotado de aceleração.
Um gato parte do repouso em direção a um rato e você o observa (você é o referencial). Nos primeiros instantes do movimento ele está acelerado, uma vez que sua velocidade inicialmente era zero (em repouso) e logo depois é diferente de zero (em movimento).
Durante o movimento, um corpo pode também estar desacelerado. Esse é o caso quando você breca.
Não é usual quantificar a aceleração no cotidiano. Devido à definição de aceleração, no sistema internacional, a unidade é m/s².
Uma aceleração conhecida é a da gravidade, que é de 9,8 m/s² em média.
Movimento Uniforme:
Movimento uniforme é aquele que se dá com velocidade constante. Escrevemos:
V = Vo
No movimento uniforme, o móvel percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais.
Apesar de ser o movimento mais simples que se possa imaginar, ele não é muito frequente na natureza. O que impede um objeto de manter-se em velocidade constante, quando impelido a colocar-se em movimento, são as forças que atuam sobre ele.
Um exemplo do movimento uniforme é um trem longe das estações que mantém a velocidade praticamente constante em trechos retos.
V = Vo
No movimento uniforme, o móvel percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais.
Apesar de ser o movimento mais simples que se possa imaginar, ele não é muito frequente na natureza. O que impede um objeto de manter-se em velocidade constante, quando impelido a colocar-se em movimento, são as forças que atuam sobre ele.
Um exemplo do movimento uniforme é um trem longe das estações que mantém a velocidade praticamente constante em trechos retos.
Movimento Retilíneo e Uniforme:
O movimento é chamado de retilíneo quando ele se dá ao longo de uma reta em relação a um sistema de referência. Em outras palavras, quando sua trajetória é uma reta. O movimento é denominado retilíneo e uniforme quando a aceleração ao longo da reta é nula.
a = 0
Este é, portanto, o tipo de movimento retilíneo mais simples que se pode imaginar. Como a aceleração é nula, como foi visto no capítulo anterior, sua velocidade é constante.
V = Vo
Portanto, o movimento retilíneo uniforme (M.R.U.) ocorre quando um objeto se movimenta com velocidade constante numa trajetória retilínea. Podemos escrever a equação para a posição da partícula, em função do tempo,
S = So + Vo.T
onde So é a posição inicial da partícula (no tempo t = 0).
A propagação da luz constitui-se num dos melhores exemplos de movimento retilíneo e uniforme. Isto porque a luz é composta por partículas diminutas, de massa nula, conhecidas como fótons (fóton em grego significa luz).
A luz se propaga, em meios homogêneos, como a água ou o espaço intergalático (entre as galáxias), em linha reta. Ademais, a velocidade da luz num meio homogêneo é constante.
Conseqüentemente, os fótons, que compõem a luz, se propagam em linha reta e com velocidade constante.
a = 0
Este é, portanto, o tipo de movimento retilíneo mais simples que se pode imaginar. Como a aceleração é nula, como foi visto no capítulo anterior, sua velocidade é constante.
V = Vo
Portanto, o movimento retilíneo uniforme (M.R.U.) ocorre quando um objeto se movimenta com velocidade constante numa trajetória retilínea. Podemos escrever a equação para a posição da partícula, em função do tempo,
S = So + Vo.T
onde So é a posição inicial da partícula (no tempo t = 0).
A propagação da luz constitui-se num dos melhores exemplos de movimento retilíneo e uniforme. Isto porque a luz é composta por partículas diminutas, de massa nula, conhecidas como fótons (fóton em grego significa luz).
A luz se propaga, em meios homogêneos, como a água ou o espaço intergalático (entre as galáxias), em linha reta. Ademais, a velocidade da luz num meio homogêneo é constante.
Conseqüentemente, os fótons, que compõem a luz, se propagam em linha reta e com velocidade constante.
Feixes de luz:
Exemplo do Movimento Retilíneo Uniforme
