Introdução à Cinemática

Física

PUBLICIDADE

Cinemática é o ramo da mecânica que estuda o movimento dos corpos sem levar em conta a origem do movimento, que é assunto da dinâmica. Ela estuda conceitos como posição, deslocamento, referencial, trajetória, entre outros.

Essa área de estudos da Física permite que o movimento seja equacionado, dessa forma, é possível prever a posição, a velocidade ou quaisquer outros parâmetros do movimento de um móvel em instantes posteriores ao presente.

Veja também: Fórmulas, exemplos e exercícios resolvidos sobre o movimento uniforme

Introdução à cinemática

A cinemática é um dos ramos da mecânica, a área da Física que estuda o movimento. A mecânica, por sua vez, tem como áreas principais a cinemática, a dinâmica e a estática. A cinemática concentra-se no estudo do movimento dos corpos sem levar em conta as causas do movimento.

Seja a trajetória de pequenas partículas ou até mesmo as órbitas planetárias, todo movimento macroscópico pode ser descrito a partir de equações de movimento. Essas equações relacionam grandezas como posição, velocidade e aceleração com a passagem do tempo. Para entendê-las, entretanto, é necessário que conheçamos alguns conceitos simples, mas indispensáveis para entendermos o movimento dos corpos.

A cinemática é o estudo do movimento sem levar em conta suas causas.
A cinemática é o estudo do movimento sem levar em conta suas causas.

Conceitos fundamentais da Cinemática

Vamos conhecer alguns dos conceitos que são fundamentais para o estudo da cinemática.

Referencial

Referencial é a posição em que o observador se encontra. Geralmente ele é escolhido como a origem de um plano cartesiano. É a partir do referencial que são determinadas as posições das coisas.

Para uma pessoa parada na rua, por exemplo, um carro passa movendo-se a 60 km/h, entretanto, para o motorista do veículo, o carro está parado, uma vez que ambos estão se movendo na mesma velocidade.

Movimento

Movimento e repouso são conceitos relativos na cinemática. Um corpo pode estar em movimento em relação a um referencial, mas parado em relação a outro. Por isso, dizemos que movimento é a situação em que a posição de um corpo muda, no decorrer de certo intervalo de tempo, em relação a um referencial.

Trajetória

Trajetória é a sucessão das posições ocupadas por um móvel. Existem trajetórias retilíneas e curvilíneas ou até mesmo caóticas, para o caso do movimento de partículas, por exemplo. O formato da trajetória de um corpo depende do referencial de observação.

Quando andamos pela areia da praia, por exemplo, as pegadas que deixamos são um registro das posições em que estivemos nos instantes anteriores, portanto podem ser compreendidas como uma trajetória.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Móvel

Na Física, móvel é todo e qualquer corpo que muda de posição com o decorrer do tempo.

Ponto material

Ponto material é a qualidade de qualquer móvel que pode ter suas dimensões desprezadas se comparadas com as distâncias percorridas. Um avião, por exemplo, pode ser considerado um ponto material em uma viagem de 2000 km, mas suas dimensões não podem ser desprezadas quando ele está manobrando no chão, onde percorre pequenas distâncias.

Espaço percorrido

Espaço percorrido é a medida do comprimento da trajetória descrita por um móvel; em outras palavras, diz respeito à distância que o móvel percorreu.

Deslocamento

Deslocamento, diferentemente de espaço percorrido, é uma grandeza vetorial, pois apresenta módulo, direção e sentido. O deslocamento é a diferença entre as posições final e inicial de um movimento. Em uma trajetória fechada, o deslocamento é nulo.

Veja também: Como resolver exercícios sobre as leis de Newton?

Exercícios resolvidos sobre Cinemática

Questão 1 — (IFSC) Hoje sabemos que a Terra gira ao redor do Sol (sistema heliocêntrico), assim como todos os demais planetas do nosso Sistema Solar. Mas na Antiguidade, o homem acreditava ser o centro do Universo, tanto que considerava a Terra como centro do sistema planetário (sistema geocêntrico). Tal consideração estava baseada nas observações cotidianas, pois as pessoas observavam o Sol girando em torno da Terra.

É CORRETO afirmar que o homem da Antiguidade concluiu que o Sol girava em torno da Terra devido ao fato que:

a) considerou o Sol como seu sistema de referência.

b) considerou a Terra como seu sistema de referência.

c) esqueceu-se de adotar um sistema de referência.

d) considerou a Lua como seu sistema de referência.

e) considerou as estrelas como seu sistema de referência.

Resolução:

As observações astronômicas antigas levavam em conta a Terra como referencial. Por esse motivo, era natural concluir que o Sol girava em torno da Terra. A alternativa correta é a letra B.

Questão 2 — (CFT-MG) Sobre os conceitos de referencial, posição, velocidade e aceleração, fundamentais para o estudo dos movimentos em Ciências, afirma-se, corretamente, que o conceito de:

a) posição é associado ao local em uma trajetória e não depende do referencial adotado.

b) referencial é associado ao valor da velocidade e da aceleração do objeto em movimento.

c) velocidade está relacionada à mudança de posição e não depende do referencial adotado.

d) aceleração está relacionada à mudança do valor da velocidade medida em um dado referencial.

Resolução:

A aceleração é a medida da variação da velocidade em um determinado intervalo de tempo, portanto a alternativa correta é a letra D. 

 

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Introdução à Cinemática"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/introducao-cinematica.htm. Acesso em 18 de janeiro de 2021.

Artigos Relacionados
Você sabe como calcular a aceleração média de um móvel? Conheça as fórmulas e confira exercícios resolvidos sobre a aceleração média.
Clique aqui e saiba mais sobre os princípios da Cinemática, ramo da Mecânica que analisa os movimentos sem se preocupar com suas causas.
Saiba mais sobre o que é aceleração, aprenda a calculá-la, entenda o seu significado físico e confira exemplos de exercícios resolvidos.
Você sabe o que é a aceleração da gravidade? Acesse o texto e aprenda a definição, quanto ela vale e como calculá-la.
Você sabe o que é energia mecânica? Acesse o texto e confira uma introdução sobre energia mecânica, além de fórmulas. Aprenda com exercícios resolvidos sobre o tema.
Você sabe o que é equilíbrio estático? Conheça os diferentes tipos de equilíbrio, entenda quais as condições de equilíbrio e confira exercícios resolvidos sobre o tema.
Você sabe o que são grandezas vetoriais e escalares? Acesse o texto e descubra o que são, suas características e as principais diferenças entre essas grandezas.