Conceitos e Definições
Parte da mecânica que estuda os vários tipos de movimento descritos por diferentes tipos de corpos, sem se preocupar com suas causas.
Partícula ou ponto material Em física, uma partícula é um objeto idealizado que possui massa, mas cuja dimensão pode ser desprezada em comparação com as distâncias envolvidas no problema considerado.
corpo extenso: Um corpo extenso é um objeto físico que possui dimensões significativas e uma distribuição de massa que não pode ser desprezada.
Assim, um mesmo corpo pode ser um ponto material ou corpo extenso, dependendo de suas dimensões em relação a outro corpo tomado como referencial.
Exemplos Práticos
Partícula: Em muitos problemas de astronomia, planetas e estrelas podem ser tratados como partículas.
Corpo Extenso: Na engenharia mecânica, uma ponte, um edifício ou uma máquina são considerados corpos extensos devido às suas dimensões e distribuição de massa.
O que você deve saber informações e dicas
O conceito de ponto material ou corpo extenso é relativo, pois um elefante será um corpo extenso em relação a uma formiga e um ponto material em relação ao planeta Terra.
Conceitos e Definições – Movimento e Repouso
Movimento e Repouso são conceitos fundamentais em física que descrevem o estado de um objeto em relação a um referencial.
Movimento
Um objeto está em movimento quando sua posição muda em relação a um ponto de referência ao longo do tempo.
Tipos de Movimento:
- Movimento Retilíneo: Quando a trajetória do objeto é uma linha reta.
- Movimento Curvilíneo: Quando a trajetória é uma curva.
- Movimento Circular: Um tipo específico de movimento curvilíneo onde a trajetória é uma circunferência.
Repouso
Um objeto está em repouso quando sua posição não muda em relação a um ponto de referência ao longo do tempo.
Exemplo: Um livro em cima de uma mesa está em repouso em relação à mesa.
Referencial:
A escolha do referencial é crucial para determinar se um objeto está em movimento. Um objeto pode estar em movimento em relação a um referencial e em repouso em relação a outro.
Para definir se a pessoa está em repouso ou em movimento você deve escolher um referencial ou sistema de referência, ou seja, algum elemento com o qual você possa fazer uma comparação, pois o conceito de repouso ou de movimento está sempre relacionado a outro corpo.
A definição de repouso ou de movimento é a seguinte: “Um corpo está em repouso ou em movimento em relação a outro corpo quando a distância entre ele varia no decorrer do tempo. Caso contrário estará em repouso”.
EXEMPLO 1
(UFRJ) Heloísa, sentada na poltrona de um ônibus, afirma que o passageiro sentado à sua frente não se move, ou seja, está em repouso. Ao mesmo tempo, Abelardo, sentado à
margem da rodovia, vê o ônibus passar e afirma que o referido passageiro está em movimento.
De acordo com os conceitos de movimento e repouso usados em Mecânica, explique de que maneira devemos interpretar as afirmações de Heloísa e Abelardo para dizer que ambas estão corretas.
Resposta: Em Mecânica, o movimento e o repouso de um corpo são definidos em relação a algum referencial. Para dizer que tanto Heloísa quanto Abelardo estão corretos, devemos interpretar a afirmação de Heloísa como “o passageiro não se move em relação ao ônibus”, e a afirmação de Abelardo como “o passageiro está em movimento em relação à Terra (ou à rodovia)”.
EXEMPLO 2
Neste exemplo, consideraremos o trem partindo para uma próxima estação. A lâmpada presa ao teto do trem em relação ao observador (que se encontra na plataforma e o assiste) está em movimento.
Mas, se o observador agora for o passageiro deste trem, a lâmpada em relação a ele estará em repouso.
Quando a distância entre dois referenciais não varia com o tempo, são chamados de referenciais inerciais. Caso contrário, são chamados referenciais não inerciais.
Os referenciais inerciais são aqueles onde as leis de Newton são válidas sem modificações, enquanto os referenciais não inerciais exigem a introdução de forças fictícias para que as leis de Newton possam ser aplicadas.
Conceitos Relacionados
- Deslocamento: A mudança de posição de um objeto. É um vetor que vai do ponto inicial ao ponto final. Posição final – posição inicial.
- Distância Percorrida (espaço percorrido): A soma total do caminho percorrido por um objeto, independentemente da direção. É a distância total efetiva percorrida.
I
Deslocamento e distância percorrida são grandezas físicas distintas, apesar de serem representadas na mesma unidade de medida. Deslocamento é uma grandeza vetorial e distância percorrida é uma grandeza escalar.
NOTA: Quando um corpo descreve um movimento retilíneo, sem inversão de sentido, a distância percorrida coincide com o valor do deslocamento.
A distância percorrida, sendo uma grandeza escalar, não pode assumir valores negativos, enquanto o deslocamento, por ser uma grandeza vetorial, pode assumir valores negativos.
A imagem apresenta um exemplo clássico de cinemática, ilustrando a diferença entre deslocamento e distância percorrida. Na figura, uma ciclista se move ao longo de uma ciclovia que possui três pontos de referência: A, B e C. As distâncias entre esses pontos são especificadas, e o tempo gasto para se mover entre eles também é fornecido.
A) Qual foi a distância total percorrida pela ciclista ao se deslocar de A até C e, em seguida, de C para B?
A até C = 200 até 1000 = 800 m
C para B = 1000 até 600 = 400 m
Distância total percorrida= 800 + 400 = 1200 m
B) Qual foi o deslocamento total da ciclista desde o ponto A até o ponto B, passando pelo ponto C?
Deslocamento final = posição final – posição inicial = 600 -200
deslocamento total = 400 m
Trajetória
É o caminho seguido por um objeto em movimento ao longo do tempo. Ela é uma linha contínua que une todas as posições ocupadas pelo objeto durante seu movimento. A trajetória de um corpo depende do referencial.
A trajetória pode ser retilínea ou curvilínea, dependendo do tipo de movimento realizado pelo objeto.
Tipos de Trajetória:
Retilínea: Quando o objeto se move em linha reta.
Curvilínea: Quando o objeto se move seguindo uma curva. Pode ser circular, parabólica, elíptica, etc.