Como comparar o deslocamento fisica

Na área de Mecânica da Física, a Cinemática estuda e descreve o movimento dos corpos sem se preocupar com as causas do deslocamento.

Através da Cinemática é possível classificar e comparar os movimentos, já o motivo da ocorrência é abordado na Dinâmica.

Conceitos fundamentais

Veja a seguir alguns conceitos importantes no estudo da Cinemática.

• Referencial: ponto que determina se o objeto está em movimento ou repouso.
• Movimento: mudança de posição para se aproximar ou afastar do referencial.
• Repouso: quando a posição de um objeto não se altera em relação a um referencial.
• Trajetória: linha que determina as diversas posições do objeto ao decorrer do tempo.
• Deslocamento: distância percorrida entre o espaço inicial e final da trajetória.
• Ponto material: corpo cujas dimensões não interferem no estudo do movimento.
• Corpo extenso: corpo cujas dimensões são importantes para o entender o movimento.

Exemplo: Um rapaz dentro de um carro é tido como A e se movimenta para direita em direção ao referencial B, que corresponde a uma menina parada próximo à faixa de pedestres.

Sendo B o referencial, dizemos que A está em movimento em relação a B, ou seja, está realizando uma trajetória, pois a distância que ele está de B varia com o tempo. Note que o movimento realizado por um corpo depende do referencial adotado.

O tipo de trajetória classifica o movimento em retilíneo, quando o movimento é realizado em uma reta, ou curvilíneo, quando o movimento é realizado em uma trajetória curva.

Fórmulas da Cinemática

Velocidade escalar média

A rapidez com que é realizado o deslocamento por um corpo recebe o nome de velocidade média, que pode ser calculada através da seguinte fórmula:

Os termos inicial e final correspondem ao período de contagem do tempo, não importando se o carro ficou parado durante algum momento ou se houve variação de velocidade no percurso.

No Sistema Internacional (SI) a unidade de velocidade média é o metro por segundo (m/s).

Veja também: Fórmulas de Cinemática

Aceleração escalar média

Com o passar do tempo, a velocidade de um corpo pode mudar à medida que ele realiza o movimento. A aceleração de um corpo faz com que a variação da velocidade durante um trajeto aumente ou diminua em um dado intervalo de tempo.

Veja a seguir a fórmula para calcular a aceleração:

No Sistema Internacional (SI) a unidade de aceleração média é o metro por segundo ao quadrado (m/s2).

Veja também: Aceleração

Movimento Uniforme (MU)

Se em igual intervalo de tempo um corpo percorre sempre a mesma distância, seu movimento é classificado como uniforme. Sendo assim, sua velocidade é constante e diferente de zero ao longo do percurso.

No Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) a velocidade não muda em uma trajetória realizada em linha reta.

A posição do corpo na trajetória pode ser calculada pela função horária da posição:

Onde,

S = posição final, em metros (m)
S0 = posição inicial, em metros (m) v = velocidade, em metros por segundo (m/s)

t = tempo, em segundos (s)

Veja também: Movimento Uniforme

Movimento Uniformemente Variado (MUV)

Se a velocidade variar em quantidades iguais no mesmo intervalo de tempo, o movimento é caracterizado como uniformemente variado. Sendo assim, a aceleração é constante e diferente de zero.

O Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) é caracterizado pela mesma quantidade de aceleração de um corpo em linha reta.

Através da equação horária da velocidade é possível calcular a velocidade em função do tempo.

Onde,

V = velocidade final, em metros por segundo (m/s)
V0 = velocidade inicial, em metros por segundo (m/s)
a = aceleração, em metros por segundo ao quadrado (m/s2)
t = tempo, em segundos (s)

A posição do corpo durante a trajetória pode ser calculada através da seguinte equação:

Onde,

S = posição final, em metros (m)
S0 = posição inicial, em metros (m)
V0 = velocidade inicial, em metros por segundo (m/s)
a = aceleração, em metros por segundo ao quadrado (m/s2)
t = tempo, em segundos (s)

A equação de Torricelli é utilizada para relacionar a velocidade e o espaço percorrido no movimento uniformemente variado.

Onde,

V = velocidade final, em metros por segundo (m/s)
V0 = velocidade inicial, em metros por segundo (m/s)
a = aceleração, em metros por segundo ao quadrado (m/s2)
= espaço percorrido, em metros (m)

Veja também: Movimento Uniformemente Variado

Exercícios

Exercício 1

(FUVEST 2020) Um drone voando na horizontal, em relação ao solo (como indicado pelo sentido da seta na figura), deixa cair um pacote de livros. A melhor descrição da trajetória realizada pelo pacote de livros, segundo um observador em repouso no solo, é dada pelo percurso descrito na

a) trajetória 1. b) trajetória 2. c) trajetória 3. d) trajetória 4.

e) trajetória 5.

Exercício 2

(Enem 2013) Conta-se que um curioso incidente aconteceu durante a Primeira Guerra Mundial. Quando voava a uma altitude de dois mil metros, um piloto francês viu o que acreditava ser uma mosca parada perto de sua face. Apanhando-a rapidamente, ficou surpreso ao verificar que se tratava de um projétil alemão.
PERELMAN, J. Aprenda física brincando. São Paulo: Hemus, 1970.

O piloto consegue apanhar o projétil, pois

a) ele foi disparado em direção ao avião francês, freado pelo ar e parou justamente na frente do piloto. b) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade visivelmente superior. c) ele foi disparado para cima com velocidade constante, no instante em que o avião francês passou. d) o avião se movia no sentido oposto ao dele, com velocidade de mesmo valor.

e) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade de mesmo valor.

(UEG 2019) Em um dia de tempestade, você ouve um trovão 10 segundos após ver o clarão do relâmpago. Com o conhecimento de que a velocidade do som seja aproximada para 340 m/s, a distância que você se encontra da tempestade é, aproximadamente, de

a) 34 m b) 34 km c) 3,4 m d) 3,4 km

e) 340 m

Utilize as listas de exercícios a seguir para praticar a utilização das fórmulas e adquirir mais conhecimento.