Grandezas Cinemáticas

Cinemática

É a parte da física[bb] que estuda a descrição dos movimentos sem preocupar-se com suas explicações. A ideia mais importante é que toda descrição de movimentos depende do observador/referencial. Assim, observadores em referenciais diferentes farão descrições diferentes de um mesmo movimento. Referencial: É um meio físico ligado a um sistema de coordenadas em relação ao qual o movimento é estudado. OBS: Embora as descrições dos movimentos dependam do referencial, as explicações do movimento são independentes do Referencial. De um modo geral as Leis da Física[bb] são invariantes em relação aos referenciais. Dito de outra forma, as Leis da Física são independentes do Referencial. Logo é fisicamente incorreto dizer que tudo depende do referencial!

Posição

É a localização de um móvel (corpo) num certo referencial. Estritamente falando, a posição é um vetor: Vetor Posição conforme figura abaixo: [caption id="attachment_49" align="aligncenter" width="350" caption="Vetor Posição"]Vetor Posição[/caption] Em cursos introdutórios de física (ensino básico) costumamos estudar movimentos onde a trajetória é previamente conhecida (movimentos unidimensionais). Neste caso particular, a direção do movimento não é importante apenas o módulo e o sentido. Podemos então considerar as grandezas cinemáticas como escalares. A figura abaixo ilustra a ideia de uma posição escalar (espaço escalar): [caption id="attachment_51" align="aligncenter" width="300" caption="Posição Escalar"]Posição Escalar[/caption]

Exemplos

Quando você precisa passar sua posição num voo de helicóptero (por exemplo), você precisa indicar suas três coordenadas[bb] espaciais (latitude, longitude e altitude). Neste caso sua posição é representada matematicamente por um vetor! Se você está viajando numa rodovia, basta indicar em que Km da rodovia você se encontra para passar a sua posição. Neste caso sua posição é representada matematicamente por um escalar. Clicando aqui você poderá ver uma simulação do movimento de um projétil e observar os vetores posição do projétil em vários pontos da trajetória.

Velocidade

É a grandeza física que mede a rapidez com que um móvel muda de posição num certo referencial. Da definição segue que:
  • A velocidade depende do referencial;
  • Estritamente falando, velocidade é um vetor (caso geral de movimentos no espaço);
  • Em movimentos unidimensionais, pode ser tratada como escalar! Mas este é um caso particular!
Matematicamente, a velocidade escalar (média) pode ser calculada pela expressão: [latex]V = \frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{S-S_{0}}{t-t_{0}}[/latex] Onde: S = indica posição. t = indica tempo [latex]\Delta[/latex] = indica variação [caption id="attachment_64" align="aligncenter" width="396" caption="Velocidade escalar"][/caption] OBS1: O subscrito "o" numa variável indica inicial. Exemplo:[latex]S_0[/latex] indica posição inicial! OBS2: Se [latex]\Delta t[/latex] tende para zero, isto é, é o mais próximo que se queira de zero sem ser zero. Então estamos tratando de uma velocidade instantânea. A velocidade instantânea é simplesmente a velocidade de um móvel num certo instante. Ainda que a sua determinação matemática implique no conceito de valores infinitesimalmente pequenos de tempo!

Aceleração

É a grandeza física que mede a rapidez com que um móvel muda de velocidade num certo referencial. Da definição segue que:
  • A aceleração depende do referencial;
  • Estritamente falando, aceleração é um vetor (caso geral de movimentos no espaço);
  • Em movimentos unidimensionais, pode ser tratada como escalar! Mas este é um caso particular!
Matematicamente, a aceleração escalar (média) pode ser calculada pela expressão: [latex]a = \frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{v-v_{0}}{t-t_{0}}[/latex] Onde: v = indica velocidade (Instantânea). t = indica tempo [latex]\Delta[/latex] = indica variação [caption id="attachment_65" align="aligncenter" width="320" caption="Aceleração Escalar"]Aceleração Escalar[/caption] OBS1: O subscrito "o" numa variável indica inicial. Exemplo:[latex]S_0[/latex] indica posição inicial! OBS2: Se [latex]\Delta t[/latex] tende para zero, isto é, é o mais próximo que se queira de zero sem ser zero. Então estamos tratando de uma aceleração instantânea. A aceleração instantânea é simplesmente a aceleração de um móvel num certo instante. Ainda que a sua determinação matemática implique no conceito de valores infinitesimalmente pequenos de tempo!

Trajetória

É o lugar geométrico ocupado pelo móvel ao longo do seu movimento. Seu "rastro" no espaço visto por um certo observador. Logo a trajetória depende do observador/referencial. Um exemplo desta ideia pode ser vista nesta questão da prova da UERJ/2009. Dúvidas? Use os comentários para perguntar!
» More | 31.03.2011 12:11 | por Sérgio Lima | Categorias: cinemática |

2 comentários

Comentário de: Notas de Aula de Física » Composição de Movimentos [Visitante]
Notas de Aula de Física » Composição de Movimentos

[…] ja sabemos, as grandezas cinemáticas, exceto o tempo, são grandezas vetoriais. Com isto, toda composição de movimentos pode ser […]

17.06.2011 @ 11:33
Comentário de: Rede Social do Aprendendo Física | Blog | Como Estudar Física, Resumos e etc [Visitante]
Rede Social do Aprendendo Física | Blog | Como Estudar Física, Resumos e etc

[…] As equações básicas da cinemática estão aqui. Com estas equações você poder resolver os exercícios de velocidade média da nossa primeira […]

17.06.2011 @ 12:39


Form is loading...