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Cinemática é o ramo da Física que se ocupa em entender os movimentos dos corpos sem se preocupar com a origem desse movimento, que é assunto da dinâmica. A cinemática faz parte da mecânica, a área que estuda movimento e repouso de corpos e a ação (ou ausência) de forças sobre estes. Quando abordamos a cinemática podemos lidar com dois tipos de grandezas: escalares e vetoriais.
As grandezas escalares são aquelas que podem ser entendidas com um número e sua unidade de medida, por exemplo a massa (100 kg) ou a distância (727 km). A cinemática escalar estuda tópicos como o Movimento Uniforme (MU); Movimento Circular Uniforme (MCU); Movimento Retilíneo Uniforme (MRU); Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV).
Já as grandezas vetoriais são aquelas que precisam, além do valor e da unidade, de uma direção e um sentido para serem compreendidas.
- Os vetores são as representações das informações das grandezas vetoriais. Eles são segmentos de reta que se orientam por três características:
Módulo — um valor numérico correspondente à intensidade da força;
Direção — a direção, horizontal ou vertical, em que o corpo se move ou que a força atua.
Sentido — indica o lado em que a força é aplicada, podendo ser direita e esquerda quando se trata de horizontal ou positivo e negativo para vertical.
Para definir um vetor, precisamos considerar essas três características simultaneamente.
Portanto a cinemática vetorial continua analisando informações como deslocamento, posição, distância, aceleração e velocidade, mas também faz análise de modo (ou intensidade), direção e sentido sobre cada grandeza que for vetorial.
Deslocamento vetorial
O deslocamento vetorial demonstra a mudança de posição de um corpo. Ele mede a diferença entre a posição final e a inicial. Por esse motivo, o deslocamento vetorial não considera o caminho realizado por um corpo. Por exemplo, se um carro se desloca por um quarteirão e volta para o mesmo local, seu deslocamento vetorial foi nulo. O deslocamento é representado pela letra “d” com uma seta acima e é medido em metros.
Velocidade vetorial média
A velocidade vetorial é a variação da distância por determinado tempo. A velocidade média se refere à média mantida pelo corpo durante todo o trajeto. Sempre que se fala em velocidade vetorial nos referimos a uma média, uma vez que o vetor sintetiza as informações.
Aceleração vetorial
Quando a velocidade é tangencial, a aceleração também será. A aceleração mede a variação da velocidade em determinado período. Assim a aceleração vetorial é composta de dois vetores:
Aceleração tangencial — é o módulo que altera a velocidade vetorial e indica se o corpo está acelerando ou freando. Sua intensidade é a mesma da aceleração escalar, e a direção é tangente à curva da trajetória. Quando o movimento for de aceleração, o sentido dele é o mesmo do da velocidade; quando for de retardo, será oposto.
A aceleração tangencial é calculada pela divisão da variação da velocidade (em metros por segundos) pela variação do tempo (em segundos).
Aceleração centrípeta
É aquela que varia a direção da velocidade vetorial, ocorrendo quando há uma trajetória curvilínea. Portanto, quando a trajetória for retilínea não existe aceleração centrípeta. Ela é calculada pela divisão da velocidade (em metros por segundo) ao quadrado pelo raio da circunferência (em metros).
Aceleração resultante
É a soma vetorial da aceleração centrípeta e da aceleração tangencial.
a² = at² + ac²
Aceleração média
Essa é calculada pela divisão da variação da velocidade vetorial pelo tempo. Portanto, por mais que existam variações de aceleração durante o percurso, a aceleração média estipula um valor mediano para o trajeto total.
Fonte: Quero Bolsa, beduka, Stoodi, Brasil Escola.