AULAS 01 e 02 - 2015

 

Caros alunos:

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Conceitos Básicos sobre Cinemática

CONCEITOS BÁSICOS SOBRE CINEMÁTICA


Em 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. Para estudar a Cinemática precisamos de alguns conceitos básicos:

Ponto Material - No enunciado de temas e questões de física é comum a expressão ponto material: ”… o ponto material se desloca com v = 2 m/s…”.
Qual o significado dessa expressão? Qual a sua utilidade? A ideia física de ponto material é a de um corpo cujas dimensões possam ser desprezadas em relação a outras dimensões envolvidas no fenômeno que se esteja estudando.

Referencial - É o lugar onde está localizado de fato um observador em relação ao qual um dado fenômeno (como um corpo em movimento) está sendo analisado. Por exemplo, quando o movimento é analisado a partir de um referencial preso à Terra, imaginemos um observador ligado à ela e nos transmitindo as imagens do fenômeno como ele o vê.

Movimento e repouso - Um corpo está em movimento em relação a um dado referencial quando as sucessivas posições ocupadas pelo corpo, em relação a esse referencial, se modificam no decorrer do tempo. Caso contrário, dizemos que o corpo está em repouso em relação a esse mesmo referencial.

Trajetória - Corresponde a linha geométrica descrita por um ponto material ao se deslocar em relação a um dado referencial. A forma assumida pela trajetória depende do referencial adotado.

Espaço - representado pela letra S, é a medida algébrica, ao longo de uma determinada trajetória, da distância do ponto onde se encontra o móvel ao ponto de referência adotado como origem.

Deslocamento Escalar - É a variação do espaço, representamos por S , dado pela diferença entre o espaço final e o espaço inicial.

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.

Os conceitos de movimento, repouso e trajetória dependem do referencial adotado.

Função horária dos espaços
No estudo do movimento de um ponto material a cada instante (t) corresponde um valor de espaço (s). A relação matemática entre s e t é chamada de função horária dos espaços.
Exemplo: s = 4 + 6.t (para s em metros e t em segundos, isto é, o sistema de unidades é o internacional, SI). Para t = 0, s = 4 m (espaço inicial);
para t = 1 s, s = 10 m; para t = 2 s, s = 16 m, etc.

Exercícios de Cinemática
1. A respeito do conceito de ponto material, assinale certo ou errado.
I. Uma formiga pode, em qualquer circunstância, ser considerada um ponto material.
II. Um elefante nunca pode ser considerada um ponto material.
III. Dependendo da situação, um trem com 200 m de comprimento pode ser considerado um ponto material.

2. Assinale em quais das afirmativas abaixo o móvel pode ser considerado um ponto material
I. Um carro indo de Belo Horizonte a Goiânia percorrendo 828 km.
II. Um ônibus manobrando no estacionamento da empresa.
III. A Terra girando ao redor do Sol.

3. (Uniube-MG) Considere a seguinte situação: um ônibus movendo-se por uma estrada, eduas pessoas, uma, A, sentada no ônibus, e outra, B, parada na estrada, ambas observando uma lâmpada fixa no teto do ônibus. A diz: “A lâmpada não se move em relação a mim.” B diz: “A lâmpada está se movimentando, uma vez que que ela está se afastando de mim.”
a) A está errada e B está certa
b) A está certa e B está errada
c) Ambas estão erradas
d) Cada uma, dentro do seu ponto de vista, está certa

4.Determine a velocidade média do carro (em milhas por hora ) na animação abaixo.

Exercício 5:
Ao ler esta questão você está sentado numa cadeira. Você está em repouso ou em movimento? Explique.
Exercício 6:
O professor, ao iniciar o estudo de Cinemática, afirmou que a forma da trajetória depende do referencial adotado. Você sabe citar um exemplo?
Exercício 7:
A função horária dos espaços do movimento de uma bolinha é
s = 4 + 3t - t² (SI). Determine:
a) Os espaços nos instantes t = 0 e t = 2 s. 
b) A variação de espaço entre os instantes t = 0 e t = 1 s.