Cinemática Escalar: Conceitos Iniciais.
Cinemática Escalar: Conceitos Iniciais.
A cinemática estuda o movimento dos corpos, independentemente das causas desse movimento.
Ponto Material e Corpo Extenso.
Vamos analisar duas situações:
1ª Situação: Imagine o estádio de futebol Maracanã, no Rio de Janeiro, lotado, prestes a iniciar a partida de final da copa do mundo entre as seleções da Argentina e da Alemanha. Do nada, entra em campo um elefante e "deita-se" no centro do gramado.
Pergunta: o jogo será afetado de alguma forma?
2ª Situação: Imagine o estádio de futebol Maracanã, no Rio de Janeiro, lotado, prestes a iniciar a partida de final da copa do mundo entre as seleções da Argentina e da Alemanha. Do nada, entra em campo uma formiga e "deita-se" no centro do gramado.
Pergunta: o jogo será afetado de alguma forma?
Você deve está se perguntando: o que um elefante e uma formiga, deitados no centro do Maracanã na partida de final da copa do mundo, têm haver com os conceitos de ponto material e corpo extenso?
Observe as definições e entenda a analogia:
Ponto Material: Todo corpo cujas as dimensões não interferem no estudo de um determinado fenômeno.
Corpo Extenso: Todo corpo cujas as dimensões interferem no estudo de um determinado fenômeno.
Voltando às analogias!
Pensando na partida de futebol como um fenômeno físico e olhando para as definições de ponto material e corpo extenso, podemos concluir que o elefante da 1ª situação pode ser classificado com0 um corpo extenso, e a formiga da 2ª situação pode ser classificada como um ponto material.
Observação Importante!
- Deve-se sempre levar em consideração a relação entre as dimensões do corpo ou objeto e o fenômeno que está sendo analisado. Assim sendo, um corpo ou objeto, em uma situação pode ser classificado como corpo extenso, e em outra situação como ponto material.
Referencial, Repouso e Movimento.
Referencial
Um dos conceitos mais importantes da física é o de referencial. O referencial é indispensável para determinar a posição de um objeto e também necessário para determinar se um objeto está em movimento ou em repouso.
Definição: referencial nada mais é do que um corpo ou objeto a partir do qual as observações de fenômenos diversos são feitas.
Importante! Ao mudar o referencial, a percepção dos fenômenos também muda.
Repouso e Movimento
Os conceitos de repouso e movimento são relativos, isto é, dependem do referencial adotado.
Repouso: um corpo estará em repouso quando sua posição não variar com o tempo, em relação a um determinado referencial.
Movimento: um corpo estará em movimento quando sua posição variar com o tempo, em relação a um determinado referencial.
Observe a imagem abaixo:
Observação: assuma que o ônibus está se deslocando na rodovia...
Perguntas:
O motorista do ônibus está em repouso ou em movimento? Impossível determinar. É necessário a determinação do referencial, o que não foi feito.
O motorista do ônibus, em relação aos passageiros dentro do ônibus, está em repouso ou em movimento? Como o motorista, em relação aos passageiros dentro do ônibus, não está mudando sua posição no decorrer do tempo, ele está em repouso.
O motorista do ônibus, em relação ao homem sentado a margem da rodovia, está em repouso ou em movimento? Como o motorista, em relação ao homem sentado a margem da rodovia, está mudando sua posição no decorrer do tempo, ele está em movimento.
Trajetória.
Definição: é o caminho percorrido pelo móvel.
Para definir uma trajetória é preciso um ponto de partida para a observação, chamado de marco zero da observação.
Toda trajetória depende do referencial adotado.
Observe a imagem acima:
Um avião de guerra desloca-se com velocidade constante e em um certo momento ele dispensa uma bomba. A bomba irá se deslocar obedecendo uma trajetória, mas a trajetória descrita pela bomba dependerá do observador (o referencial).
Imagine um observado dentro do avião (um referencial dentro do avião), para ele a trajetória será retilínea (linha reta). No entanto, se a queda da bomba for observada por uma pessoa (referencial) no solo, para ela a trajetória será curvilínea, como mostra a imagem acima.
Posição, Distância Percorrida e Deslocamento Escalar.
Posição
Definição: é a localização do móvel na trajetória, medida em relação a um ponto que será a origem dos espaços.
Dois aspectos devem ser levados em conta na determinação da posição de um corpo em uma trajetória. Um deles é o estabelecimento da origem da marcação, ou seja, o marco zero. O outro é a orientação da trajetória.
Representamos geralmente a posição, usando a letra S ou x.
S1
= -2km
Deslocamento Escolar
Definição: deslocamento escalar, ou variação de posição, é a diferença algébrica entre as posições final e inicial do móvel.
ΔS = Sf – Si
ΔS = Sf – Si
ΔS = 15 - (-2)
ΔS = 15 + 2 = 17 km
1ª - Deslocamento escalar é uma grandeza que pode ter resultados positivos ou negativos, dependendo do sentido do movimento do corpo.
Exemplo: Qual o deslocamento escalar de um móvel que parte do ponto D e vai até o ponto B?
ΔS = Sf – Si
ΔS = 3 - 15
ΔS = -12 km
2ª - Deslocamento escalar pode até mesmo ser nulo, quando a posição de partida do corpo coincidir com a posição de chegada,
Importante: Quando um corpo inverte o sentido de seu movimento, podemos pensar em dois deslocamentos, um de ida e outro de volta.
Deslocamento de Ida: De A para D
ΔS = Sf – Si
ΔS = 15 - (-2)
ΔS = 15 + 2 = 17
Deslocamento de Ida: De D para A
ΔS = Sf – Si
ΔS = - 2 - 15
ΔS = -17 km
Deslocamento Final
ΔS = ΔSida + ΔSvolta
ΔS = 17 + (-17)
ΔS = 0 km
Distância Percorrida
Definição: a distância percorrida (D), nesse caso, deve ser igual à soma dos valores absolutos dos dois deslocamentos, o de ida e o de volta.
D = │ ΔSida │ + │ ΔSvolta │
Exemplo: Qual a distância percorrida por um móvel que parte do ponto A, vai até o ponto D e retorna ao ponto A?
Deslocamento de Ida: De A para D
ΔS = Sf – Si
ΔS = 15 - (-2)
ΔS = 15 + 2 = 17
Deslocamento de Ida: De D para A
ΔS = Sf – Si
ΔS = - 2 - 15
ΔS = -17 km
Deslocamento Percorrida
D = │ ΔSida │ + │ ΔSvolta │
D = │ 17 │ + │ -17 │
D = 17 + 17
D = 34 km
Danilo Abrantes de Oliveira
Graduado em Química pela UFCG
Professor de Química e Física da Educação Básica da Paraíba
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