Introdução à física/Cinemática/Movimento

O movimento na física

Em física, movimento é a variação da posição de um objeto ou ponto material no decorrer do tempo em relação a um referencial inercial, suas características são descritas pela cinemática.

Movimento na física

Em Física, movimento é a variação da posição de um objeto ou ponto material no decorrer do tempo, suas características são descritas pela Mecânica O movimento é sempre relativo. Se não tomar-se um referencial, não poder-se-á dizer se algo está em movimento ou parado. A essencialidade do referencial pode ser entendida a partir do seguinte exemplo:

Imagine um pombo descansando sobre uma árvore. Aparentemente ele está parado. Porém a Terra continua girando em torno de seu eixo, e ao redor do sol, e, portanto, tudo que está sobre a superfície terrestre também se move. Logo, em relação ao sol, o pombo está se deslocando conforme o tempo passa: em movimento.

A partir da constatação da expansão do universo, há um consenso na Física em aceitar que nada está em repouso absoluto.

Deslocamento e espaço percorrido

O deslocamento de um corpo é definido como a variação de sua posição dentro de uma trajetória determinada. É uma grandeza vetorial dada por:

$\Delta {\vec {S}}={\vec {Sf}}-{\vec {So}}$

Onde ${\vec {Sf}}$ é a posição final e ${\vec {So}}$ é a posição inicial do corpo.

O espaço percorrido nesse deslocamento é a soma dos módulos de cada deslocamento retilíneo que resulta na trajetória do deslocamento total do corpo. É uma grandeza escalar ($\Delta {\mbox{s}}\!\,$).

Velocidade

A velocidade (símbolo v) é a razão entre um deslocamento e o intervalo de tempo levado para efetuar esse deslocamento. Pode ser considerada sob o aspecto vetorial (${\vec {v}}$ - tem direção, sentido e módulo) ou escalar, e é matematicamente expressa por:

${\vec {v}}={\frac {\Delta {\vec {s}}}{\Delta t}}$

O que chamamos de velocidade escalar também é cotidianamente conhecido como rapidez.

A velocidade instantânea é definida como o espaço percorrido em um intervalo de tempo que tende a zero. É a velocidade do corpo naquele instante. Matematicamente:

$\mathbf {v_{inst}} =\lim _{\Delta t\rightarrow 0}{\frac {\Delta \mathbf {s} }{\Delta t}}={\frac {d\mathbf {s} }{dt}}$

Quando se considera um intervalo de tempo que não tende a 0, a velocidade é considerada média.

A velocidade depende do referencial. Um objeto pode mesmo estar parado (imóvel) em relação a outro, sendo que ambos estejam se deslocando em relação a um terceiro com a mesma velocidade.

A velocidade pode ser expressa em inúmeras unidades de medida, que relacionem o espaço (L) e o tempo (T) na forma v = (L) (T)^-1. O SI tem como unidade padrão para velocidade o metro por segundo (m/s), mas unidades comumente usadas incluem o quilômetro por hora (km/h), centímetro por segundo (cm/s), milhas por hora (mph - no Sistema Imperial), etc.

Aceleração

A aceleração (símbolo a) é a taxa de variação da velocidade. Acelerar um corpo é variar sua velocidade em um período de tempo.

A aceleração é uma grandeza vetorial de dimensão comprimento/tempo², ou (L)(T)^-2. No SI, é quantificada em metros por segundo quadrado.

A aceleração pode ter valores positivos ou negativos, respectivamente chamados aceleração e desaceleração, bem como direção e sentido.

$\mathbf {a} ={d\mathbf {v} \over dt}$

Onde

• $\mathbf {a}$ é o vetor aceleração
• $\mathbf {v}$ é o vetor velocidade
• $\mathbf {t}$ é o tempo

No SI, a equação fornece a na unidade m/(s · s) ou m/s²

Uma equação alternativa é:

$\mathbf {\bar {a}} ={\mathbf {v} -\mathbf {u} \over t}$

onde

• $\mathbf {\bar {a}}$ é a aceleração média
• $\mathbf {u}$ é a velocidade inicial
• $\mathbf {v}$ é a velocidade final
• $\mathbf {t}$ é o tempo