Conceitos básicos de Cinemática

CINEMÁTICA

Descreve os movimentos sem se preocupar com as causas que o originaram.

PONTO MATERIAL

É todo corpo que possui dimensões que não interferem no estudo de um determinado fenômeno. Exemplos:

·      Automóvel na BR 153 viajando entre Gurupi e Palmas.

·      Um navio no mar se movimentando entre 2 portos distantes 300 Km

·      Uma formiga se movimentando sobre um terreno de 20 m de comprimento.

CORPO EXTENSO

É o corpo  cujas dimensões interferem no estudo de um fenômeno.  Exemplos:

·       Trem de 1200 Km de comprimento atravessando uma ponte de 400 m de extensão

·        Ultrapassagem de um caminhão de 20 m de comprimento por um carro de passeio, na BR 153

REFERENCIAL

É todo corpo ou marco tomado como referência para caracterizar se um corpo está em movimento ou em repouso.

Na Cinemática vai-se usar 2 referenciais:

a)        Para posição  = marco zero da estrada – 0 Km ou 0 m

b)        Para tempo = t = 0 = instante em que se inicia o estudo de um movimento.

MOVIMENTO

Um móvel está em movimento quando sua posição varia com o decorrer do tempo em relação a um referencial de posição.   Exemplos: 

Carro andando na BR 153 entre Gurupi e Aliança, varia sua posição em relação ao Trevo de saída da cidade de Gurupi (trevo da 20 ), com o decorrer do tempo.

REPOUSO

Um móvel esta em repouso quando sua posição não varia  com o decorrer do tempo, em relação a um referencial de posição.

Exemplo  carro estacionado num posto da BR 153, durante 0,5 hora, não varia sua posição em relação ao ponto em que iniciou sua viagem.

TRAJETÓRIA

É o conjunto de posições ocupada por um móvel durante seu movimento em relação as um referencial.

Ela pode ser: Retilínea ou curvilínea.

ESPAÇO (s)

Indica a posição do ponto material na trajetória. 

Porém não indica quanto o móvel andou, nem o sentido do movimento ( para a esquerda ou para a direita).

O móvel ocupa as seguintes posições:

a) em B   sB =  - 2 m                      b) em J    sJ = 6 m         c) em  G    sG = 3 m

INTERVALO DE TEMPO  ( Δ t )

É a variação  de tempo decorrido entre o início do movimento (t1) e o final do movimento

(t2 )

Δ t  =  t2  -  t1

DESLOCAMENTO  ESCALAR  ( Δs )

É a diferença entre a posição final (s2)  e a posição inicial (s1), ocupadas pelo móvel nos instantes  final (t2)  e  inicial (t1).

Ele pode assumir valores positivos e negativos, onde:

a)     Se  Δs > 0  è movimento ocorre a favor da orientação positiva da trajetória.

b)     Se  Δs < 0  è movimento ocorre contra a  orientação positiva da trajetória

Na figura anterior 

a) o móvel vai de B até J  logo  seu deslocamento escalar foi de  

Δs = sJ  -  sB  =  6  -  ( - 2)   = 8 >; 0 ==>   Movimento a favor da trajetória ( ou sentido crescente dos espaços)

b) o móvel vai de J até G  logo  seu deslocamento escalar foi de  

Δs = sG  -  sJ  =  3  - 6   = - 3  <  0 ==>   Movimento é contra a orientação positiva da trajetória (ou sentido decrescente dos espaços)

DISTÃNCIA PERCORRIDA

A distância percorrida por um corpo ao longo do seu movimento é a medida da linha de trajetória  descrita pelo do corpo.

A figura  abaixo mostra que um móvel percorreu uma trajetória de 50 km para ir de A até B, logo a DISTÂNCIA PERCORRIDA FOI DE  50 KM.

A distância percorrida é uma grandeza escalar,  pois fica bem definida por um valor e uma unidade.

No exemplo dado suponha que seja o movimento de uma formiga. 

Ela percorreu a distância  Bj para frente  mais a distãncia JG para trás, portanto tem-se que

distância percorrida =  moduloo(ΔsBJ)   +  modulo (ΔsJG )  =  8  +  3  = 11 m

Ela andou u 8 para a frente mais 3 para trás, totalizando um percurso de 11 m.

DIFERENÇA ENTRE DISTÂNCIA PERCORRIDA E DESLOCAMENTO

O exemplo acima mostra que 

a) O deslocamento escalar entre BJ foi positivo e entre JG foi negativo porque foi calculado em função da diferença Δs = s ( final )  -  s( inicial) nos dois casos.

b) a distância percorrida foi o percurso real feito pela formiga desde B até G, ou seja

8m de B até J e mais 3 m de J até G perfazendo um caminho de 11 m no total.

Nas próximas postagens voltar-se-á a trabalhar estes conceitos novamente.