Introdução ao estudo dos movimentos

Salve, salve alunos, eu sou Nelcimar Cardoso seu professor particular e hoje vamos dar início a uma serie de postagem a respeito de alguns assuntos de física, para alunos que querem entender melhor os conceitos básicos de cinética escalar.

1         O movimento é relativo

No estudo dos movimentos, o que chamamos de corpo pode ser, por exemplo, um carro, uma pessoa, uma bola ou até a Terra ou Lua.

Para determinar se o corpo está ou não em movimento, é necessário especificar a posição dele em relação a outros que o rodeiam, ou seja, estabelecer um referencial.

Imagine agora um homem sentado na poltrona de um ônibus em trânsito acenando para uma mulher sentada num banco na estação rodoviária.

Quando consideramos o motorista do ônibus como referência, a posição do homem sentado na poltrona não varia. Dizemos então que ele está em repouso em relação ao motorista.

Se considerarmos como referência a mulher na estação, verificamos que a posição do homem varia com o tempo. Portanto, dizemos que o homem está em movimento em relação à mulher.

O motorista do ônibus e a mulher são dois referenciais em relação aos quais podemos qualificar o estado de repouso ou movimento do passageiro.

Note que o homem pode estar em repouso ou em movimento, dependendo do referencial adotado.

Assim, os estados de repouso e movimento são relativos.

2         Ponto material e corpo extenso

Em qualquer estudo de um fenômeno em física, fazemos simplificações é um recurso muito útil. Contudo, é preciso treinar o olhar científico sobre o fenômeno estudado para desenvolver essa habilidade. Se olharmos somente para o movimento de um automóvel na extensão de uma rodovia, não vamos nos ater às suas dimensões. Por outro lado, enquanto o mesmo automóvel faz manobras para estacionar, suas dimensões são consideráveis.

Desse modo, chamaremos ponto material qualquer corpo cujas dimensões não interfiram na análise de determinado fenômeno. Quando utilizamos essas expressões, estamos desprezando a forma e as dimensões desse corpo, reduzindo-o a uma partícula material que pode ser considerada um ponto, no sentido geométrico da palavra.

É justamente o que acontece quando desejamos estudar, de modo específico, o movimento de queda de um paraquedista. Para isso, usamos o mesmo ponto de vista das pessoas que veem do solo, ou seja, nos posicionamos num referencial do solo e analisamos a queda a partir dele. Desse referencial, as manobras realizadas pelo paraquedista, independente de poderem ser observadas, não são consideradas, e retemos nossa atenção apenas no movimento de queda. Nesse caso, o paraquedista é considerado um ponto material.

A distância que separa o paraquedista do solo é grande o suficiente que as manobras acrobáticas possam ser realizadas e filmadas. Contudo, para um salto como este, podemos pensar em como os movimentos são observados, por exemplo, do ponto de vista de outro paraquedista no ar que está com uma câmera ou do ponto de vista do público que está no solo.

O conceito de ponto material é relativo. Um mesmo corpo pode ser ponto material sob determinada perspectiva e não o ser em outra. Considerando como referencial o paraquedista que filma as manobras do colega, os vários rodopios e piruetas só pode ser analisado e julgados pelos jurados quando assistirem ao filme produzido, no qual o paraquedista que faz as manobras não é considerado um ponto material, mas sim um corpo extenso. Nesse referencial de analise, as dimensões e os movimentos do corpo do paraquedista são muito importantes e não podem ser reproduzidos a um único ponto.

3         Trajetória

O caminho percorrido por um ônibus durante o seu percurso de uma cidade a outra corresponde à sua trajetória.

De maneira geral, chamamos trajetória de um ponto material em movimento à linha geométrica que interliga todas as posições pelas quais ele passa. A trajetória pode ser retilínea ou curvilínea e depende sempre do referencial em que se encontra o observador.

Suponha, por exemplo, um avião que voa horizontalmente com velocidade constante. Se num certo instante ele abandonar uma carga, em relação ao piloto a trajetória da carga é descrita por um seguimento de reta vertical. Para um observador parado no solo, que observa lateralmente o movimento, a trajetória da carga será descrita por uma curva. Isso acontece porque a carga sai do avião com a velocidade do avião e sofre uma aceleração, para baixo, por causa da gravidade da terra.

 Exercícios de fixação

1)      Você esta dentro de um taxi que esta parado num semáforo. Ao lado há outro taxi também parado. De repente, você nota que a posição relativa entre os dois carros começa a se alterar, o que lhe dá a sensação de movimento. Qual dos veículos esta se movimentando?

2)      A trajetória descrita pela válvula de pneu de uma bicicleta vista por um observador na calçada é uma curva chamada cicloide.

a)      Qual é a forma da trajetória dessa válvula, vista pelo ciclista ao desviar a cabeça lateralmente e observar a roda?

b)      Qual é a forma da trajetória de um ponto no eixo da roda, vista pelo observador na calçada? E pelo ciclista.

3)      (UFRJ) Heloisa, sentada na poltrona de um ônibus, afirma que o passageiro sentado à sua frente não se move, ou seja, esta 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 Heloisa e Abelardo para dizer que ambas estão corretas.

Respostas:

1. Em relação ao solo, movimenta-se o taxi que tiver sua posição alterada, mas entre ele os dois estarão em movimento.

2. a) Circunferência

          b) Para um observador na calçada é uma reta e para o ciclista, um ponto que não descreve uma trajetória.

3. Movimento em repouso depende do referencial. Heloisa usou como referencial o ônibus, e  Abelardo usou o solo.

Toda segunda e quarata voce confere novos posts, se quiser uma aula sobre esse e outros assuntos de fisica envie suas duvidas pelo Chat do porfs. Um abaço a todos e bons estudos!