Domine cinemática para o VESTIBULAR! Guia completo com: referencial inercial, cálculo de deslocamento, velocidade escalar média, aceleração e classificação de movimentos (progressivo/retrógrado, acelerado/retardado). Aprenda com exemplos reais + tabelas comparativas.
1. Introdução
Quando olhamos um carro na estrada ou um trem em movimento, estamos observando os fenômenos que a cinemática estuda. Essa parte da física descreve os movimentos sem se preocupar com suas causas. O objetivo é entender como, onde e quando um corpo se move, com base em variáveis como posição, tempo e velocidade. Nesta aula, vamos percorrer passo a passo os principais conceitos da Cinemática I, baseando-nos em um conteúdo direto, didático e voltado para o vestibular.
2. Conceitos Básicos: Posição, Movimento e Referencial
A posição (ou espaço) de um corpo é o local que ele ocupa em relação a um ponto de referência. A partir dessa definição, surge a ideia de movimento e repouso: um corpo está em movimento se muda sua posição em relação ao referencial adotado, e em repouso se permanece na mesma posição.
Importante: Um corpo pode estar em movimento e em repouso ao mesmo tempo, dependendo do referencial. Um passageiro está parado em relação ao ônibus, mas em movimento em relação à estrada.
3. Ponto Material e Trajetória
- Ponto material: quando as dimensões do corpo são desprezíveis em comparação ao percurso (ex: um carro numa estrada).
- Trajetória: é o conjunto das posições ocupadas ao longo do tempo. Pode ser retilínea, curvilínea ou mista.
A trajetória observada também depende do referencial: um corpo pode descrever uma linha reta para um observador e uma curva para outro.
4. Deslocamento e Distância Total Percorrida
- Deslocamento escalar (ΔS): é a variação da posição de um corpo.
Fórmula: ΔS = S₂ – S₁
Onde:- ΔS: deslocamento (m)
- S₂: posição final
- S₁: posição inicial
- Distância total percorrida (d): é o somatório de todos os deslocamentos, sem considerar o sentido.
Enquanto o deslocamento pode ser zero (em um movimento de ida e volta), a distância total é sempre positiva.
5. Equação Horária da Posição e Encontro de Corpos
Quando o movimento é uniforme (velocidade constante), usamos a equação horária da posição:
S = S₀ + v·t
Onde:
- S: posição final (m)
- S₀: posição inicial (m)
- v: velocidade escalar (m/s)
- t: tempo (s)
Encontro de corpos:
Dois móveis se encontram quando ocupam a mesma posição no mesmo instante:
Posição do móvel A = Posição do móvel B => (SA) = (SB)
Substituindo as equações horárias de cada um, resolvemos o sistema para encontrar o instante e o local do encontro.
6. Velocidade Escalar
- Velocidade escalar média (vₘ)
Fórmula: Vm = ΔS / Δt = S₂ – S₁ / (t₂ – t₁)
Onde:- Vm: velocidade média (m/s)
- ΔS: deslocamento escalar
- Δt: intervalo de tempo
7. Aceleração Escalar
- Aceleração escalar média (aₘ)
Fórmula: am = Δv / Δt = (v₂ – v₁) / (t₂ – t₁)
Onde:- am: aceleração média (m/s²)
- Δv: variação da velocidade
- Δt: intervalo de tempo
A aceleração mede a rapidez com que a velocidade de um corpo está aumentando ou diminuindo.
8. Classificação dos Movimentos
Quanto à velocidade:
| Tipo de movimento | Condição | Descrição |
|---|---|---|
| Progressivo | v > 0 | Sentido do movimento igual ao da trajetória |
| Retrógrado | v < 0 | Sentido oposto à trajetória |
Quanto à aceleração:
| Tipo de movimento | Condição | Descrição |
|---|---|---|
| Acelerado | v·a > 0 | Velocidade e aceleração têm mesmo sinal |
| Retardado | v·a < 0 | Sinais contrários, o corpo perde velocidade |
Conclusão
Agora você domina os pilares da Cinemática! Compreendeu como posição, velocidade e aceleração descrevem movimentos do cotidiano – desde carros em estradas até objetos em queda livre. Esses conceitos são decisivos em questões do ENEM e VESTIBULAR!
