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O que é cinemática?

A Cinemática é um dos ramos de estudo dentro da Mecânica da Física. No artigo a seguir você poderá conhecer melhor os principais conceitos relacionados a esse tema que é bastante recorrente em provas do Enem e vestibulares. Boa leitura!

Afinal, o que é cinemática?

A Cinemática, dentro da área de Mecânica da Física, tem como foco o estudo e descrição do movimento dos corpos independente das causas do deslocamento. Podemos classificar e comparar os movimentos através da Cinemática. O motivo que desencadeia o movimento é estudado pela Dinâmica. 

Conceitos fundamentais da cinemática

Confira abaixo os principais conceitos de estudo da Cinemática. 

Referencial

Esse é o ponto que determina se o objeto se encontra em repouso ou movimento.

Movimento

Alteração da posição para se afastar ou se aproximar do referencial.

Repouso

Quando não existe alteração de posição de um objeto em relação a um referencial.

Trajetória

Linha em que estão determinadas as diversas posições do objeto ao longo do tempo. 

Deslocamento

Distância que é percorrida entre o espaço inicial e final da trajetória. 

Ponto material

É um corpo que possui dimensões que não interferem no estudo do movimento.

Corpo extenso

Corpo que possui dimensões relevantes para o entendimento do movimento. 

Exemplo

Para entendermos melhor vale a pena adotar um exemplo. Imagine que João está dentro de um carro que chamaremos de A. O carro A se movimenta para a direita aproximando-se de Mariana (uma menina parada próximo à faixa de pedestres), ponto referencial que chamaremos de B.

Como B é o referencial, dizemos que A está se movimentando em relação a B, isto é, está realizando uma trajetória, uma vez que a distância até B varia com o tempo. Percebeu que o movimento realizado por um corpo depende do referencial que foi adotado? 

O movimento pode ser retilíneo ou curvilíneo, isso depende do tipo de trajetória. Quando o movimento é realizado em uma reta é retilíneo. Já se o movimento for realizado em uma curva é curvilíneo. 

Conheça as fórmulas da cinemática

A seguir apresentaremos as fórmulas da Cinemática. 

Velocidade escalar média

Velocidade média refere-se à rapidez com que acontece o deslocamento de um corpo. O cálculo pode ser feito através da seguinte fórmula: 

Vm = st = posição final-posição inicialtempo final-tempo inicial

É importante destacar que os termos inicial e final dizem respeito ao período de contagem do tempo, independentemente de o carro ter ficado parado em algum período ou ter apresentado variação de velocidade no decorrer do período. A unidade da velocidade média no Sistema Internacional (SI) é o metro por segundo (m/s). 

 Aceleração escalar média

Ao longo do tempo, conforme um corpo realiza o movimento, a sua velocidade pode mudar. A variação da velocidade ao longo de um trajeto aumenta ou diminui, em um dado intervalo de tempo, de acordo com a aceleração. A fórmula para calcular a aceleração é a seguinte:

am = vt = velocidade final-velocidade inicialtempo final-tempo inicial

A unidade de medida da aceleração média, no Sistema Internacional (SI), é o metro por segundo ao quadrado (m/s2).

Movimento Uniforme (MU)

Movimento uniforme é aquele em que um corpo sempre percorre a mesma distância num mesmo intervalo de tempo. Nesse caso, temos velocidade constante e diferente de zero no decorrer do percurso. O Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) caracteriza-se por ser um movimento em que a velocidade não muda numa trajetória realizada em linha reta. 

O cálculo da posição do corpo na trajetória pode ser feito utilizando a função horária da posição:

S = S0 + v.t

Nessa fórmula temos que:

S = é a posição final, medida em metros (m)

S0 = é a posição inicial, medida em metros (m)

v = é a velocidade, medida em metros por segundo (m/s)

t = é o tempo, medido em segundos (s)

Movimento Uniformemente Variado (MUV)

Nos casos em que a velocidade varia em quantidades iguais no mesmo intervalo de tempo, temos o Movimento Uniformemente Variado (MUV). A aceleração é constante e diferente de zero. Esse movimento se caracteriza por apresentar a mesma quantidade de aceleração de um corpo em linha reta. 

O cálculo da velocidade em função do tempo pode ser feito usando a equação horária da velocidade:

V = V0 + a.t

Nessa fórmula temos que:

V = é a velocidade final, medida em metros por segundo (m/s)

V0 = é a velocidade inicial, medida em metros por segundo (m/s)

a = é a aceleração, medida em metros por segundo ao quadrado (m/s2)

t = é o tempo, medido em segundos (s)

O cálculo da posição do corpo durante a trajetória pode ser feito utilizando a seguinte equação: 

S = S0 + v0t + a.t2

Nessa fórmula temos que:

S = é a posição final, medida em metros (m)

S0 = é a posição inicial, medida em metros (m)

V0 = é a velocidade inicial, medida em metros por segundo (m/s)

a = é a aceleração, medida em metros por segundo ao quadrado (m/s2)

t = é o tempo, medido em segundos (s)

Para estabelecer a relação entre velocidade e o espaço percorrido no movimento uniformemente variado é utilizada a equação de Torricelli. 

v2 = v02 + 2a∆S

Nessa fórmula temos que:

V = é a velocidade final, medida em metros por segundo (m/s)

V0 = é a velocidade inicial, medida em metros por segundo (m/s)

a = é a aceleração, medida em metros por segundo ao quadrado (m/s2)

∆S = é o espaço percorrido, medido em metros (m).

Agora você já conhece mais sobre cinemática. Para conferir mais conteúdos como este, navegue pelo blog do Hexag!