Introdução à Cinemática

Introdução à Cinemática

Cinemática – Definição; Referencial; Ponto Material
e Corpo Extenso; Movimento e Repouso;
Trajetória; Tempo; Instante e Intervalo de Tempo;
Posição; Variação do Espaço ou da Posição;
Distância Percorrida; Velocidade Escalar Média &
Exercícios de Fixação.

Prof. Ary de Oliveira

Cinemática – Definição

A CINEMÁTICA é o ramo da física que procura
descrever os movimentos sem se preocupar com as
causas (forças) que originaram esse movimentos.


Referencial

Referencial é um corpo (ou um conjunto de corpos)
em relação ao qual são definidas as posições de
outros corpos.

0


Ponto Material e Corpo Extenso

Ponto Material: São corpos cujas dimensões são
desprezíveis com relação ao referencial.

Corpo Extenso: São corpos cujas dimensões devem
ser consideradas com relação ao referencial.


Movimento e Repouso

Dizemos que um corpo se encontra em MOVIMENTO
sempre que sua posição muda, no decorrer do tempo,
em relação a um certo referencial.
Dizemos que um corpo se encontra em REPOUSO
sempre que sua posição não muda, no decorrer do
tempo, em relação a um certo referencial.

OBS.: Um corpo pode, num determinado instante,
estar em repouso em relação a um referencial e em
movimento em relação a outro.


Trajetória

Trajetória é o caminho determinado por uma
sucessão de pontos, por onde o móvel passa em
relação a um certo referencial.


Tempo

Aceitamos o tempo como um conceito primitivo, isto é,
entendemos ou concebemos seu significado sem que
necessite ser definido, sem que alguém precise dizer o
que ele é.
Unidade de tempo:
minuto (min): 1min = 60s
hora (h): 1h = 3600s
dia: 1 dia = 86400s
Nota: O segundo (s) é a unidade de medida de tempo
do Sistema Internacional (SI).


Instante e Intervalo de Tempo

INSTANTE é o exato momento em que ocorre
determinado evento. Enquanto que o INTERVALO DE
TEMPO é o tempo decorrido desde de um instante
inicial até o instante do evento, ou seja, é uma
sucessão de instantes entre certo instante t1 e outro
instante t2.


Posição

Posição (ou Espaço) é a localização de um móvel em
relação a um dado referencial.

A posição pode ser expressa em várias unidades por
exemplo: quilômetro, milhas, metros, etc.
Nota: O metro (m) é a unidade de medida de posição
do Sistema Internacional (SI).

Variação do Espaço ou da Posição

Variação do Espaço ou da Posição ( S) é a
diferença entre a Posição Final (Sf) e a Posição Inicial
(Si) de um móvel em relação a um dado referencial.

∆S = S f − S i


Distância Percorrida

Distância percorrida é uma grandeza física utilizada
para informar quanto uma partícula realmente
percorreu, sendo calculada em valor absoluto.
1º caso: o móvel desloca-se sempre num mesmo
sentido.

Distância percorrida =| ∆S |
2º caso: o móvel inverte o sentido de seu movimento.

Distância percorrida =| ∆S IDA | + | ∆S VOLTA |


Velocidade Escalar Média

Observe as figuras:



De acordo com as figuras do slide anterior, o veículo
partiu às 6 horas do km 10 e atingiu o km 250 às 10 h.
Portanto:
∆S = S f − Si = 250 − 10 = 240 km
∆t = t f − ti = 10 − 6 = 4 h
Desse modo podemos afirmar que, em média, a
variação do espaço foi de 60 km por hora. Essa razão
entre a variação de espaço e a variação do tempo é
chamada de VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA (vM).
∆S
vM =
∆t



Com relação a unidades de medida de velocidade
temos que é UNIDADE DE ESPAÇO por UNIDADE
DE TEMPO.
As unidades mais comuns de velocidade são m/s e
km/h, sendo que a primeira é a unidade de velocidade
do SI. m/s km/h
1 3,6
5 18
10 36
15 54
20 72
25 90
30 108


Exercício de Fixação 01

(PSAEAM – 2005) Na 4ª edição da Travessia dos
Fortes (prova de natação entre o Forte de
Copacabana e o Forte do Leme) realizada no Rio de
Janeiro, o vencedor completou o percurso de 3800m
em 42 minutos. Qual foi, aproximadamente, a
velocidade média desenvolvida pelo ganhador, em
metros por segundo?
(A) 1,1 (C) 1,5 (E) 1,9
(B) 1,3 (D) 1,7



(PSAEAM – 2007) Um navio de busca dispõe de um
equipamento que emite ondas sonoras (sonar) para
mapear o fundo do mar. Para determinar a
profundidade onde está navegando, um sinal sonoro é
emitido e detectado 0,8 segundos depois. Sabendo-se
que a velocidade de propagação desse sinal sonoro é
constante e tem intensidade de 1450 m/s na água do
mar, qual a profundidade do local onde o navio está
navegando?
(A) 58 m (C) 1450 m (E) 5580 m
(B) 580 m (D) 2900 m



(PSAEAM – 2010) O navio, representado
pela figura ao lado, tem com missão
mapear as profundidades existentes
numa determinada baía.
Munido de um sonar colocado no seu casco, o navio
emitiu uma onda sonora com velocidade de 1500 m/s,
recebendo a onda refletida (eco) num intervalo de
tempo de 0,08s. Sabendo que a onda foi emitida na
direção vertical, é correto concluir que a profundidade
“h” medida no local foi de:
(A) 45 m (C) 85 m (E) 120 m
(B) 60 m (D) 100 m



(PSAEAM – 2005) Durante uma tempestade, um
observador, na janela de sua casa, vê a queda de um
raio e, após 3 segundos, ouve o barulho (trovão)
provocado pela expansão violenta do ar durante a
passagem desse raio. Considerando-se a velocidade
de propagação do som no ar de cerca de 340 m/s,
conclui-se que o local da queda do raio está a uma
distância, em relação ao observador, de
aproximadamente:
(A) 720 m (C) 1,0 km (E) 1,3 km
(B) 820 m (D) 1,2 km



(PSAEAM – 2008) Observe a figura abaixo.

Um mensageiro faz todos os dias o trajeto entre as
cidades A e C, passando por B, cumprindo um horário
pré-estabelecido conforme mostra a ilustração
apresentada. A velocidade média, km/h, desenvolvida
pelo mensageiro entre as cidades A e C, é:
(A) 23 (C) 55 (E) 65
(B) 50 (D) 57



(PSAEAM – 2012) Num exercício de tiro real, um
navio dispara um projétil (bala) a partir de um canhão
de bordo. O estampido da rama é ouvido por uma
pessoa que se encontra em terra 2 s após o disparo.
Considerando que a velocidade de propagação da
onda sonora no ar seja de 340 m/s, qual a distância
entre o navio e o ouvinte?
(A) 170 m (C) 680 m (E) 1460 m
(B) 340 m (D) 1120 m



(PSAEAM – 2012) Num edifício de vinte andares, o
motor do elevador consegue subir uma carga com
velocidade constante de 2,0 m/s, gastando 30 s para
chegar ao topo do prédio, percorrendo, assim,
integralmente os vinte andares. Se todos os andares
apresentarem a mesma medida, qual a altura de cada
andar?
(A) 3,0 m (C) 4,0 m (E) 5,0 m
(B) 3,5 m (D) 4,5 m


Fim!


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