Cinemática: Velocidade escalar média

Primeiramente, vamos conversar sobre alguns conceitos básicos da Cinemática, esta que de acordo com o dicionário, significa:

s.f. Parte da mecânica que estuda o movimento dos corpos, feita a abstração das forças que o produzem.”

A Cinemática estuda apenas o movimento de um corpo, sem se preocupar com as causas que deram origem ou interferem o movimento. O estudo dessas causas, ou melhor, forças, acontece em outra parte da Mecânica, denominada Dinâmica.

Movimento e repouso

Para definirmos se uma partícula está em movimento ou em repouso é necessário adotar um referencial, que servirá como um ponto de observação ou um sistema de coordenadas. A partir disso, é só olhar para a partícula e analisar se sua posição irá se alterar com o passar do tempo. Se sua posição se alterar, certamente esta está em movimento, se não, este corpo está em repouso, tudo em relação ao referencial adotado, é claro.

Ponto material e corpo extenso

Um móvel é considerado um ponto material (ou partícula) quando pode-se desprezar suas dimensões em uma dada situação. Quando não é possível ignorar suas dimensões, esse móvel será chamado de corpo extenso. Um móvel em uma posição qualquer pode ser considerado tanto uma partícula quanto um corpo extenso, mas para isso é necessário a adoção de um referencial.

Por exemplo, um automóvel que se move em um rodovia entre duas cidades é considerado uma partícula, por outro lado, ele será um corpo extenso quando estiver sendo manobrado para dentro de uma garagem. Percebe-se que a rodovia é muito maior que o tamanho do automóvel, por isso desprezamos suas dimensões, mas não é possível fazer o mesmo quando o veículo é colocado dentro de uma garagem, pois ambas dimensões são muito próximas.

Espaço, trajetória e deslocamento escalar

O espaço (ou posição) é representado pela letra S e é a distância entre um ponto qualquer até o ponto O, também chamado de origem dos espaços. O sinal da posição, que pode ser positivo ou negativo, depende da orientação que a trajetória possui. 

Espaço, trajetória e deslocamento escalar

Um móvel em movimento ocupa diversos espaços ao decorrer do tempo. A linha geométrica escrita por todos esses pontos ocupados é justamento o que chamamos de trajetória.

trajetória

Parece simples, no entanto, a trajetória depende de um referencial.

Se um móvel percorre em direção favor da trajetória, isto é, em um sentido que o seu S>0, dizemos que ele está em movimento progressivo. No entanto, se um móvel está no sentido contrário da trajetória, ou seja, seu S<0 com o passar do tempo, este móvel está em um movimento retrógrado.

Movimento Progressivo e Movimento Retrógrado

O deslocamento escalar depende apenas do espaço inicial (S0) e do espaço final (S), logo, ΔS = S – S0. Enquanto a trajetória pode dar voltas e voltas, o deslocamento escalar é o caminho mais rápido, isto é, o deslocamento é uma reta que liga a posição inicial à posição final.

Por exemplo, considere uma pessoa que vai e volta a pé para o serviço localizado a 300 m de casa. Qual foi o deslocamento escalar (ΔS) e a distância percorrida (d) por essa pessoa?

Sendo Ida: *d = 300 m e *ΔS = 300 m

Sendo Ida + Volta: *d = 300 + 300 = 600 m e *ΔS = 0

Uma vez que o espaço inicial (S0) coincide com o espaço final (S), o deslocamento tem valor nulo, ΔS = 0.

Velocidade Escalar Média

A velocidade é uma grandeza vetorial, no entanto, a velocidade escalar média (Vm) mede apenas a intensidade (a rapidez) com que um corpo se movimenta. Ela é a razão entre a distância percorrida e o intervalo de tempo. Segundo o SI, a unidade de Vm é [m/s]Também é importante notar que ∆t é uma grandeza essencialmente positiva, logo, o sinal da Vm é exclusivamente dado pelo ∆S.

Fórmula Velocidade Escalar Média

É comum usarmos a velocidade em km/h, um exemplo diário é o velocímetro de um carro, o qual, a propósito nos informa a velocidade escalar instantânea. Esta velocidade é dada em um intervalo de tempo que tende a zero.

A regra de transformação de unidades é muito fácil, basta você tomar nota.

regra de transformação de unidades

Essa relação pode ser explicada desta forma: 

1km/h = 1000m/3600s 1km/h = 1m/3,6s ⇒ 1m/s = 3,6km/h

Estudante de Análise e Desenvolvimento de Sistemas. Atualmente mora em Londrina. É um dos responsáveis pela fundação do EducaHelp, plataforma de desenvolvimento de conteúdos para Pré-Vestibular.
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Lucas Montini

Estudante de Análise e Desenvolvimento de Sistemas. Atualmente mora em Londrina. É um dos responsáveis pela fundação do EducaHelp, plataforma de desenvolvimento de conteúdos para Pré-Vestibular.

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