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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
Tópicos deste artigo
- 1 - Introdução à cinemática
- 2 - Conceitos fundamentais da Cinemática
- 3 - Exercícios resolvidos sobre Cinemática
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.
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.
→ 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