Cinemática
Introdução
No quotidiano nos deparamos com movimentos efectuados pelos corpos e nos nascem as seguintes questões: quando é que iniciou o movimento estudado? Que velocidade tinha o corpo quando iniciou a contagem do tempo? Qual é o sentido da deslocação do corpo? Como varia a velocidade durante a observação? Qual é a trajectóriado corpo? Para responder estas e outras questões relacionadas recorremos à uma ciência que denomina-se Cinemática, nele a física preocupa-se em descrever o movimento do corpo. Entretanto, neste trabalho iremos abordar o tema que diz respeito à Cinemática.
Cinemática
A cinemática é a parte da mecânica que estuda o movimento, sem se preocupar com as causas desse movimento.
Movimento Rectilíneo Uniforme (MRU)
Definição:
O Movimento Rectilíneo Uniforme é aquele cuja trajectória é rectilínea e cuja velocidade, diferente de 0, é constante em módolo, direcção e sentido. Por isso, um móvel animado de movimento rectilineo uniforme percorre distancias iguais em intervalos de tempos iguais.
Movimento retilíneo uniforme (MRU) é descrito como um movimento de um móvel em relação a um referencial, movimento este ao longo de uma reta de forma uniforme, ou seja, com velocidade constante. Diz-se que o móvel percorreu distâncias iguais em intervalos de tempo iguais. No MRU a velocidade média assim como sua velocidade instantânea são iguais.
Obs: A velocidade instantânea refere-se a um determinado intervalo de tempo “t” considerado, definida matematicamente por; V=limΔt->0=Δs/Δt. Para o estudo da cinemática no ensino médio não é especialmente necessária sabermos a conceituação matemática de velocidade instantânea,uma vez que envolve limites assim como diferenciais que só são vistos na maioria das vezes no ensino superior em relação aos cursos de exatas. Basta sabermos o cálculo da velocidade média pois ambos são iguais como mencionado acima.
Leis dos Espaços –Função Horária que define o MRU
Inicialmente consideramos que para definirmos a velocidade de um móvel no MRU, basta “trabalharmos” com a principal fórmula que descreve este movimento, vejamos;
V=ΔS/ΔT
Onde;
Δs= variação de espaço ou descolamento
Δt= variação de tempo, ou intervalo de tempo
Exemplo: Um carro encontra-se no Km 32 -em relação a uma determinada rodovia- ao mesmo tempo o condutor verifica seu relógio ao qual o mesmo marca 13h. Posteriormente seu veículo encontra-se no km 160, novamente o condutor verifica seu relógio que marca 14h:30min. O condutor, um amante da cinemática resolve calcular sua velocidade, considerando a mesma constante durante todo o percurso. Qual foi o valor da velocidade calculada?
Resolução: Primeiramente devemos identificar que o movimento é retilíneo uniforme, agora podemos aplicar a fórmula prática da velocidade no MRU.
V=ΔS/ΔT
ΔS=160 km-32 km=128 km
ΔT= 14,5h-13h=1,5h
Logo:
V=128 km/1,5h=85,3km/h
Agora vamos considerar que um móvel em MRU desloca-se de uma posição inicial so no instante to=0s(origem do tempo) até uma posição s num instante posterior denominado t com uma velocidade v. Vamos calcular a velocidade “v” desse móvel considerando o movimento retilíneo uniforme.
V=ΔS/ΔT
V=s-so/t-to
Como to=0s
V=s-so/t
“Isolando” s
S=so+vt
Movimento Uniformemente Variado
Também conhecido como movimento acelerado, consiste em um movimento onde há variação de velocidade, ou seja, o móvel sofre aceleração à medida que o tempo passa.
Mas se essa variação de velocidade for sempre igual em intervalos de tempo iguais, então dizemos que este é um Movimento Uniformemente Variado (também chamado de Movimento Uniformemente Acelerado), ou seja, que tem aceleração constante e diferente de zero.
O conceito físico de aceleração, difere um pouco do conceito que se tem no cotidiano. Na física, acelerar significa basicamente mudar de velocidade, tanto tornando-a maior, como também menor. Já no cotidiano, quando pensamos em acelerar algo, estamos nos referindo a um aumento na velocidade.
O conceito formal de aceleração é: a taxa de variação de velocidade numaunidade de tempo, então como unidade teremos:
Aceleração
Assim como para a velocidade, podemos definir uma aceleração média se considerarmos a variação de velocidade em um intervalo de tempo , e esta média será dada pela razão:
Conclusão
Terminado o trabalho, pudemos concluir que um dos ramos da física é a cinemática que é responsável por descrever os movimentos dos corpos sem apresentar qualquer tipo de preocupação com a análise das suas causas, que é retratada pela dinâmica.
Algumas dessas aplicações mais comuns são as seguintes: calcular o tempo gasto com viagens, bem como a distância entre lugares, além de aproximar as distâncias de movimentos retilíneos, oblíquos e circulares.
Por fim, a cinemática é muito aplicada para ajudar no entendimento da mecânica automotiva, já que ajuda a definir melhor o que é aceleração, velocidade máxima, entre outros conceitos comuns desse meio.
Bibliografia
www.semnegativa.blogspot.com
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