Fundamentos da cinemática: referencial, trajetória, velocidade e como caem no Enem

A Cinemática é a parte da Mecânica que estuda os movimentos sem levar em considerações suas causas, sendo suas principais grandezas a serem trabalhadas o tempo, espaço, velocidade e aceleração.

Em sua prova do ENEM este assunto pode aparecer associado a qualquer outro da Física, por isso, torna-se importante uma aprendizagem alicerçada dos conteúdos e, além disso, uma assimilação das relações matemáticas mais importantes.

Tendo em vista a importância deste conteúdo para sua prova do ENEM e os saberes a serem desenvolvidos, apresentamos aqui os principais assuntos e as equações que não podem faltar em sua preparação na hora da prova.

Referencial

Primeiramente, apresentamos o conceito de ponto material, onde as dimensões de um determinado objeto não interferem em seu estudo do fenômeno, em seguida, temos um corpo extenso, que considera as dimensões do objeto importantes para o estudo do fenômeno.

Dessa forma, o Referencial é qualquer ponto material ou corpo extenso a partir do qual as observações dos fenômenos serão realizadas, com isso, os conceitos de movimento e repouso vão depender da escolha do referencial adotado. Temos MOVIMENTO a partir da variação de posição em referencial adotado, já REPOUSO quando não houver essa variação da posição em relação ao referencial.

Trajetória

Antes de continuarmos, definimos também o conceito de trajetória, como sendo, todos os pontos que o corpo percorreu ao realizar um movimento a partir de um certo referencial, ou seja, a trajetória sempre depende do referencial.

Cuidado! Temos o conceito de deslocamento que é a diferença da posição final menos a posição inicial, ou seja, não depende da trajetória, sendo que na maioria das vezes é representada matematicamente por,

ΔS = S – S0

,onde ΔS é a variação do espaço, S é o espaço final e S0 o espaço inicial, todos tendo o metro m como a unidade fundamental no Sistema Internacional SI.

Instante ou Intervalo de Tempo

Observamos que o referencial pode indicar as posições de um dado objeto, mas também o instante de tempo que o fenômeno ocorreu, ou ainda, a variação do intervalo de tempo, onde

Δt = t – t0

, onde Δt é a variação de tempo, t é o tempo final e t0 o tempo inicial, todos medidos em segundo s, sendo esta a unidade fundamental no Sistema Internacional SI.

Velocidade escalar Média

A partir desses conceitos desenvolvidos anteriormente apresentamos o conceito de velocidade escalar média, como sendo a razão entre a distância total percorrida e o tempo total para percorrê-la. Temos a seguinte equação:

Velocidade escalar instantânea

Ao considerarmos um intervalo de tempo muito pequeno, ou cada vez menor, a velocidade neste instante é conhecida como velocidade escalar instantânea, podendo ser calculada como

onde a velocidade escalar instantânea é calculada pelo limite da distância em relação ao tempo, quando o tempo tende a zero.

Fórmulas da Cinemática

Logo abaixo, temos uma tabela, com as principais fórmulas da cinemática para facilitar sua memorização:

Cinemática no ENEM

Como podemos observar a cinemática é um assunto bastante amplo e necessita a resolução de algumas questões-base para fixar o conteúdo, por exemplo, 

Como temos duas velocidades, uma na horizontal constante e, outra, na vertical variável (temos aceleração da gravidade), a figura que representa a queda da bolinha é o item D.

Aguardo vocês na próxima aula. Até lá!