Cinemática
1
Mecânica
“Ciência que descreve as condições de repouso
ou de movimento de corpos sob a ação de
forças”
 Subdivisões a serem estudadas:
 Cinemática
 Dinâmica
 Estática
Universidade Federal do Rio de Janeiro
2
Conceitos Básicos e
Unidades
 Espaço: localização de um corpo, definido pela distância entre
suas coordenadas e um ponto de referência. Unidade: metro
(m)
 Tempo: instante que um evento ocorre.
Unidade: segundo (s)
Universidade Federal do Rio de Janeiro
3
Sistema de Referência
 Sistema de coordenadas cartesianas
A análise do movimento e suas variáveis são
“tomadas” com relação a esse referencial
 Repouso: as coordenadas, relativas a um
sistema de referência, de todos os pontos
pertencentes a um corpo não se modificam
com o tempo
 Movimento: pelo menos umas das
coordenadas dos pontos do corpo variam
com o tempo
Universidade Federal do Rio de Janeiro
4
Ponto Material X Corpo Extenso
 Ponto Material: corpo cujas dimensões podem ser desprezadas
durante a análise de seu movimento. Apenas movimentos de
translação.
 Corpo Extenso: suas dimensões não podem ser desprezadas na
análise do movimento. Pode ser rígido ou deformável.
Universidade Federal do Rio de Janeiro
5
Trajetória
 Quando um ponto material está em movimento em relação a
um referencial, a posição do ponto a cada instante forma uma
linha chamada de Trajetória.
Universidade Federal do Rio de Janeiro
6
Cinemática Escalar
Universidade Federal do Rio de Janeiro
7
Cinemática Escalar
 Cinemática: parte da Mecânica que descreve os
movimentos, sem fazer relação com suas causas.
 Deslocamento, Velocidade e Aceleração são
grandezas vetoriais.
 Cinemática Escalar: estudo destas grandezas ao
longo da trajetória, sem se importar com suas
direções.
Universidade Federal do Rio de Janeiro
8
Deslocamento
 É a mudança de posição de um corpo sobre a trajetória
que ele descreve
∆s = sf – so
Por exemplo:
∆sAB = 10 m
∆sBO = -20 m
Universidade Federal do Rio de Janeiro
9
Velocidade Média
 Um corpo realiza um deslocamento ∆s no intervalo de
tempo ∆t
 A velocidade média vm é dada pela razão entre ∆s e ∆t
vm = ∆s/∆t
 Unidade: metro/segundo (m/s)
Universidade Federal do Rio de Janeiro
10
Sistema Internacional de
Unidades
No (SI) a unidade de comprimento é o metro e a de tempo é o
segundo , portanto a velocidade é dada em metros por segundo.
A figura abaixo mostra a relação entre km/h e m/sA figura abaixo mostra a relação entre km/h e m/s
Exemplo : Se o velocímetro de um carro indica 72 Km/h, em m/s
sua velocidade será 72/3,6 = 20 m/s.
Aceleração Média
 Aceleração média: é a razão entre a variação de
velocidade ∆v num intervalo de tempo ∆t
am = ∆v/∆t
 Unidade: metro/segundo2
(m/s2
)
Universidade Federal do Rio de Janeiro
12
Progressivo X Retrógrado
 Movimento Progressivo: deslocamento coincidente com o
sentido da trajetória
 Movimento Retrógrado: deslocamento não-coincidente com o
sentido da trajetória
Universidade Federal do Rio de Janeiro
13
1- (UFMG) Júlia está andando de bicicleta com velocidade constante, quando
deixa cair uma moeda. Tomás está parado na rua e vê a moeda cair.
Considere desprezível a resistência do ar. Assinale a alternativa em que melhor
estão representadas as trajetórias da moeda, como observadas por Júlia e por
Tomás.
2 - (PUC-SP) Leia com atenção a tira da Turma da Mônica mostrada a seguir e analise as afirmativas que se seguem,
considerando os princípios da Mecânica Clássica.
I. Cascão encontra-se em movimento em relação ao skate e também em relação
ao amigo Cebolinha.
II. Cascão encontra-se em repouso em relação ao skate, mas em movimento
em
relação ao amigo Cebolinha.
III. Em relação a um referencial fixo fora da Terra, Cascão jamais pode estar
em
repouso.
Estão corretas:
a) apenas I
b) I e II
c) I e III
d) II e III
e) I, II e III
3. (U. F. Juiz de Fora-MG)
O motorista de um caminhão pretende fazer uma viagem de
Juiz de Fora a Belo Horizonte, passando por Barbacena (cidade
situada a 100 Km de Juiz de Fora e a 180 Km de Belo
Horizonte). A velocidade máxima no trecho que vai de Juiz de
Fora a Barbacena é de 80 km/h e de Barbacena a Belo
Horizonte é de 90 km/h. Determine qual o tempo mínimo, em
horas, de viagem de Juiz de Fora a Belo Horizonte, respeitando-
se os limites de velocidades:
a) 4,25h
b) 3,25h
c) 2,25h
d) 3,50h
e) 4,50h 
Resposta Questão 3
Juiz de Fora a Barbacena = Δt 1 = 100/80 =
1,25h
Barbacena a BH = Δt 2 = 180/90 = 2h
JF a BH = Δt 1 + Δt 2 = 1,25 + 2 = 3,25h
Alternativa B
4. (U.F.São Carlos – SP)
Um trem carregado de combustível, de 120m de
comprimento, faz o percurso de Campinas até
Marília, com velocidade constante de 50 Km/h. Esse
trem gasta 15s para atravessar completamente a
ponte sobre o rio Tietê. O comprimento da ponte é:
a) 100m
b) 88,5m
c) 80m
d) 75,5m
e) 70m
Resposta Questão 4
50 Km/h ÷ 3,6 = 13,8 m/s
Vm = L(trem) + L (ponte) / Δt
13,9 = 120 + L (ponte) / 15
13,9 . 15 = 120 + L (ponte)
208,5-120 = L (ponte)
L (ponte) = 88,5m
Alternativa B
5 - Qual é a aceleração de um automóvel
que parte do repouso e atinge a
velocidade de 90 km/h em 10s?
 Resposta Questão 5
 Dados:
V0 = 0 Km/h (automóvel em repouso)
Vf = 90 km/h
Δt = 10s
 Inicialmente, devemos converter 90 km/h
para m/s. Para isso, devemos dividi-lo por
3,6:
 90  = 25 m/s
3,6
 Utilizamos a fórmula:
a = ΔV
      Δt
a = Vf - V0
            Δ t
a = 25 - 0
          10
a = 2,5 m/s2

Cinemática (1º Ensino Médio)

  • 1.
  • 2.
    Mecânica “Ciência que descreveas condições de repouso ou de movimento de corpos sob a ação de forças”  Subdivisões a serem estudadas:  Cinemática  Dinâmica  Estática Universidade Federal do Rio de Janeiro 2
  • 3.
    Conceitos Básicos e Unidades Espaço: localização de um corpo, definido pela distância entre suas coordenadas e um ponto de referência. Unidade: metro (m)  Tempo: instante que um evento ocorre. Unidade: segundo (s) Universidade Federal do Rio de Janeiro 3
  • 4.
    Sistema de Referência Sistema de coordenadas cartesianas A análise do movimento e suas variáveis são “tomadas” com relação a esse referencial  Repouso: as coordenadas, relativas a um sistema de referência, de todos os pontos pertencentes a um corpo não se modificam com o tempo  Movimento: pelo menos umas das coordenadas dos pontos do corpo variam com o tempo Universidade Federal do Rio de Janeiro 4
  • 5.
    Ponto Material XCorpo Extenso  Ponto Material: corpo cujas dimensões podem ser desprezadas durante a análise de seu movimento. Apenas movimentos de translação.  Corpo Extenso: suas dimensões não podem ser desprezadas na análise do movimento. Pode ser rígido ou deformável. Universidade Federal do Rio de Janeiro 5
  • 6.
    Trajetória  Quando umponto material está em movimento em relação a um referencial, a posição do ponto a cada instante forma uma linha chamada de Trajetória. Universidade Federal do Rio de Janeiro 6
  • 7.
  • 8.
    Cinemática Escalar  Cinemática:parte da Mecânica que descreve os movimentos, sem fazer relação com suas causas.  Deslocamento, Velocidade e Aceleração são grandezas vetoriais.  Cinemática Escalar: estudo destas grandezas ao longo da trajetória, sem se importar com suas direções. Universidade Federal do Rio de Janeiro 8
  • 9.
    Deslocamento  É amudança de posição de um corpo sobre a trajetória que ele descreve ∆s = sf – so Por exemplo: ∆sAB = 10 m ∆sBO = -20 m Universidade Federal do Rio de Janeiro 9
  • 10.
    Velocidade Média  Umcorpo realiza um deslocamento ∆s no intervalo de tempo ∆t  A velocidade média vm é dada pela razão entre ∆s e ∆t vm = ∆s/∆t  Unidade: metro/segundo (m/s) Universidade Federal do Rio de Janeiro 10
  • 11.
    Sistema Internacional de Unidades No(SI) a unidade de comprimento é o metro e a de tempo é o segundo , portanto a velocidade é dada em metros por segundo. A figura abaixo mostra a relação entre km/h e m/sA figura abaixo mostra a relação entre km/h e m/s Exemplo : Se o velocímetro de um carro indica 72 Km/h, em m/s sua velocidade será 72/3,6 = 20 m/s.
  • 12.
    Aceleração Média  Aceleraçãomédia: é a razão entre a variação de velocidade ∆v num intervalo de tempo ∆t am = ∆v/∆t  Unidade: metro/segundo2 (m/s2 ) Universidade Federal do Rio de Janeiro 12
  • 13.
    Progressivo X Retrógrado Movimento Progressivo: deslocamento coincidente com o sentido da trajetória  Movimento Retrógrado: deslocamento não-coincidente com o sentido da trajetória Universidade Federal do Rio de Janeiro 13
  • 15.
    1- (UFMG) Júliaestá andando de bicicleta com velocidade constante, quando deixa cair uma moeda. Tomás está parado na rua e vê a moeda cair. Considere desprezível a resistência do ar. Assinale a alternativa em que melhor estão representadas as trajetórias da moeda, como observadas por Júlia e por Tomás.
  • 16.
    2 - (PUC-SP)Leia com atenção a tira da Turma da Mônica mostrada a seguir e analise as afirmativas que se seguem, considerando os princípios da Mecânica Clássica. I. Cascão encontra-se em movimento em relação ao skate e também em relação ao amigo Cebolinha. II. Cascão encontra-se em repouso em relação ao skate, mas em movimento em relação ao amigo Cebolinha. III. Em relação a um referencial fixo fora da Terra, Cascão jamais pode estar em repouso. Estão corretas: a) apenas I b) I e II c) I e III d) II e III e) I, II e III
  • 17.
    3. (U. F.Juiz de Fora-MG) O motorista de um caminhão pretende fazer uma viagem de Juiz de Fora a Belo Horizonte, passando por Barbacena (cidade situada a 100 Km de Juiz de Fora e a 180 Km de Belo Horizonte). A velocidade máxima no trecho que vai de Juiz de Fora a Barbacena é de 80 km/h e de Barbacena a Belo Horizonte é de 90 km/h. Determine qual o tempo mínimo, em horas, de viagem de Juiz de Fora a Belo Horizonte, respeitando- se os limites de velocidades: a) 4,25h b) 3,25h c) 2,25h d) 3,50h e) 4,50h 
  • 18.
    Resposta Questão 3 Juizde Fora a Barbacena = Δt 1 = 100/80 = 1,25h Barbacena a BH = Δt 2 = 180/90 = 2h JF a BH = Δt 1 + Δt 2 = 1,25 + 2 = 3,25h Alternativa B
  • 19.
    4. (U.F.São Carlos– SP) Um trem carregado de combustível, de 120m de comprimento, faz o percurso de Campinas até Marília, com velocidade constante de 50 Km/h. Esse trem gasta 15s para atravessar completamente a ponte sobre o rio Tietê. O comprimento da ponte é: a) 100m b) 88,5m c) 80m d) 75,5m e) 70m
  • 20.
    Resposta Questão 4 50Km/h ÷ 3,6 = 13,8 m/s Vm = L(trem) + L (ponte) / Δt 13,9 = 120 + L (ponte) / 15 13,9 . 15 = 120 + L (ponte) 208,5-120 = L (ponte) L (ponte) = 88,5m Alternativa B
  • 21.
    5 - Qualé a aceleração de um automóvel que parte do repouso e atinge a velocidade de 90 km/h em 10s?
  • 22.
     Resposta Questão5  Dados: V0 = 0 Km/h (automóvel em repouso) Vf = 90 km/h Δt = 10s  Inicialmente, devemos converter 90 km/h para m/s. Para isso, devemos dividi-lo por 3,6:  90  = 25 m/s 3,6  Utilizamos a fórmula: a = ΔV       Δt a = Vf - V0             Δ t a = 25 - 0           10 a = 2,5 m/s2