Cinemática Escalar

A Cinemática Escalar é um importante ramo da Mecânica e é responsável por descrever o movimento dos corpos sem se preocupar com suas causas.

O que é Cinemática Escalar?

Cinemática Escalar é um dos principais ramos da Mecânica. Trata-se da área que estuda o movimento dos corpos sem atribuir-lhes uma causa. A palavra escalar refere-se ao fato de lidarmos com movimentos unicamente unidimensionais, ou seja, que se desenvolvem unicamente ao longo de uma direção do espaço, dispensando, dessa forma, o tratamento vetorial das grandezas físicas envolvidas.

Para o estudo da Cinemática Escalar, alguns conceitos são de grande importância. Portanto, trataremos aqui daqueles que são fundamentais para o seu entendimento.

Conceitos fundamentais da Cinemática Escalar

• Corpo: Porção limitada de matéria constituída por partículas. Pode ser tratado como um único corpo no âmbito da Cinemática Escalar.
• Ponto material: Corpo cujas dimensões podem ser desprezadas em relação às distâncias envolvidas. Exemplos: Terra em torno do Sol, caminhão viajando entre cidades, balsa se movendo no rio.
• Corpo extenso: Corpo cujas dimensões são comparáveis às escalas envolvidas. Exemplos: Terra em relação à Lua, caminhão saindo da garagem, pessoa entrando em uma balsa.
• Referencial: Sistema de referência adotado para medir distâncias, larguras, profundidades etc. Exemplo: o centro da Terra ao medir seu raio.
• Posição: Espaço ocupado por um corpo em relação a um referencial, podendo ser medido em metros, quilômetros etc.
• Repouso: Quando um corpo mantém posição constante em relação a um referencial. Exemplo: estar em repouso em um ônibus em movimento em relação aos assentos.
• Movimento: Quando a posição do corpo muda em relação a um referencial. Exemplo: movimento em relação ao chão estando dentro de um ônibus.
• Trajetória: Sucessão de posições ocupadas por um corpo. Exemplo: pegadas na areia, rastro de pneus.
• Deslocamento: Diferença entre a posição final e inicial.
  Fórmula: ΔS = Sf – S₀
• Espaço percorrido: Soma dos módulos das distâncias percorridas durante o movimento.
• Velocidade média: Razão entre variação de posição e tempo.
  Fórmula: Vm = ΔS / Δt
• Velocidade instantânea: Velocidade em um instante muito pequeno de tempo.
  Fórmula: Vins = ΔS / Δt (com Δt ≈ 0)
• Movimento uniforme (MU): Movimento com velocidade constante, ou seja, Vins = Vm.
• Função horária da posição no MU: Equação de 1º grau:
  S = S₀ + v.t
• Movimento progressivo: Corpo afasta-se do referencial (V > 0).
• Movimento regressivo ou retrógrado: Corpo aproxima-se do referencial (V < 0).
• Aceleração média: Taxa de variação da velocidade.
  Fórmula: Am = Δv / Δt
• Aceleração instantânea: Variação da velocidade em tempo muito curto.
  Fórmula: Ains = Δv / Δt (com Δt ≈ 0)
• Movimento Uniformemente Variado (MUV): Movimento com aceleração constante.

Equações do MUV

• Função horária da posição:
  S = S₀ + v₀.t + (A.t²)/2
• Função horária da velocidade:
  v = v₀ + a.t
• Equação de Torricelli:
  v² = v₀² + 2.A.ΔS

Unidades do Sistema Internacional (SI)

• Posição: metros (m)
• Tempo: segundos (s)
• Velocidade: metros por segundo (m/s)
• Aceleração: metros por segundo ao quadrado (m/s²)