Conceitos básico de Cinemática
Repouso e movimento
Aqui, já é importante começarmos com um lembrete: é consenso na Física que os conceitos de repouso e movimento não são absolutos; pelo contrário: são conceitos relativos. Isso porque eles vão depender do referencial adotado, ou seja, o local onde está o observador. Nesse sentido, um corpo pode estar em movimento em relação a um referencial, mas em repouso em relação a outro.
Por exemplo: imagine um carro com dois ocupantes que passe por um pedestre parado na calçada. Obviamente, o motorista do veículo está em repouso em relação ao passageiro. No entanto, ambos estão em movimento em relação à pessoa na calçada.
Trajetória
A trajetória de um movimento é o caminho descrito por um corpo no decorrer do tempo. Assim, como repouso e movimento, o conceito de trajetória também depende do referencial adotado.
A figura abaixo demonstra a trajetória de uma bolinha de tênis que foi jogada para o alto de um carrinho em movimento para a direita. Veja:
Nesse caso, da perspectiva de quem está dentro do carrinho (linhas vermelhas na imagem), a bolinha de tênis vai fazer uma trajetória retilínea, isto é, a pessoa vai sempre ver a bola percorrendo uma linha reta para cima e depois para baixo.
Repare, no entanto, que, para um observador que se encontra fora do carrinho, a bolinha vai fazer uma trajetória parabólica (linha azul na imagem).
Espaço
Espaço ou abscissa é a posição que o corpo ocupa em uma trajetória. Geralmente, os vestibulares o representa pela letra ‘s’ (alguns livros e exercícios podem trazer também as letras ‘x’ ou ‘e’).
As questões envolvendo espaço normalmente trazem um trajetória desenhada e as distâncias que o corpo ocupa. Importante notar que a orientação da trajetórias, ou seja, a direção para a qual o corpo se deslocou, nos aponta para onde os espaços crescem.
Por exemplo: se um corpo traça uma trajetória para a direita, as distâncias crescem nesse mesmo sentido. Assim, o ponto inicial de uma trajetória (S = 0) é conhecido como origem das posições ou, como pode aparecer em algumas provas, origem dos espaços.
Deslocamento escalar
Este é um conceito que muitos alunos confundem. O deslocamento escalar representa uma variação de espaço, ou seja, uma mudança de posição. Com isso, temos:
ΔS = Sfinal – Sinicial
A partir disso, podemos concluir que quando o Δs é positivo, isso significa que o corpo se deslocou a favor da trajetória. Quando é negativo, entendemos que ele se deslocou contra o sentido definido na trajetória.
Importante: tome cuidado para não confundir o deslocamento com a distância efetivamente percorrida por um corpo.
Veja a figura abaixo:
Suponha que um corpo saia do ponto B (-20 m) até o ponto F (20 m) e retorna até o ponto C (-10 m). Repare que, quando o corpo faz o movimento de ida e, em seguida, retorna, a variação de espaço dele não será igual à distância que ele efetivamente percorreu.
Portanto, quando falamos em deslocamento, temos:
- B → F → C
- ΔS = SC – SB
- ΔS = -10 – (-20)
- ΔS = -10 + 20
- ΔS = 10 m
Agora, se quiséssemos calcular a distância, ou coisa mudaria. Vea:
- dP = 40 + 30
- dP = 70 m
Repare para o cálculo de distância não importa o sentido, trabalhamos apenas com o módulo, uma vez que, ao contrário da variação do espaço, a distância percorrida jamais é negativa. Sendo assim, é possível calcular a distância por meio da seguinte fórmula:
dP = |ΔSida| + |ΔSvolta|
Exercício sobre conceitos básicos de Cinemática
[Adaptado] As olimpíadas ocorrem de quatro em quatro anos onde esportistas de várias nações são reunidos num país para competirem em diversas modalidades esportivas. Em 2016 ela ocorrerá no Brasil. A natação é uma dessas modalidades e a competição ocorre em uma piscina de 50 m de comprimento. Os nadadores disputam no estilo livre, costas, peito, borboleta, medley, em provas de 50 m, 100 m, 200 m, 400 m, 800 m e 1.500 m, dependendo do estilo.
Com base no exposto, analise as informações a seguir e marque com V ou F.
( ) Ao final de uma prova individual de 100 m livres todos os nadadores terão realizado um deslocamento de 100 m.
RESOLUÇÃO:
A primeira afirmativa nos fala em deslocamento. Sabemos que deslocamento é variação de espaço, ou seja, ΔS = Sfinal – Sinicial
Repare que a piscina em que a prova é realizada tem 50 m. Para completar a prova de 100 m livres, portanto, os nadadores têm que ir e voltar. Ou seja, neste caso, ΔS = 0.
Resposta: F
( ) Todos os nadadores, em uma prova de 50 m livres, realizarão um deslocamento de 50 m.
RESOLUÇÃO:
Essa é tranquila: se a piscina tem 50 m e os nadadores vão competir em uma prova também de 50 m, significa que eles vão apenas nadar em uma única direção e por uma única vez. Portanto, neste caso, ΔS = dP.
Resposta: V
( ) Em uma prova de 100 m livres um nadador realizará um deslocamento numericamente diferente do espaço que percorreu.
RESOLUÇÃO:
Ora, para completar 100 m, os nadadores devem ir e voltar. Como vimos, ΔS = 0 e, como enunciado, dP = 100 m.
Resposta: V
Para treinar mais: Exercícios resolvidos sobre Cinemática básica
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✅ Conceitos básicos de Cinemática: Equação do espaço em função do tempo
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