A cinemática estuda os movimentos dos corpos, como sua aceleração, se o corpo está em repouso ou movimento, qual o referencial, o ponto material, etc. Leia o nosso artigo completo e depois faça os nossos exercícios de cinemática.
Cinemática
A cinemática é um ramo da física que estuda os movimentos dos corpos, principalmente os movimentos lineares e circulares. Ela descreve o movimento e determina a posição, a velocidade e a aceleração de um corpo em cada instante.
Cinemática faz parte do objeto de estudo da Mecânica, que foca principalmente no movimento de um corpo, sem aprofundar na origem desse movimento.
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Os corpos podem se movimentar e possuem dimensões. Eles são também considerados pontos materiais, ou seja, as suas dimensões não interferem no estudo do fenômeno cinético. Logo, não importa o tamanho, ou o formato. O importante é entender o movimento.
Movimento e Repouso
Na física o movimento e o repouso são definidos de acordo com o referencial. Veja a definição do movimento e repouso:
“Um corpo estará em movimento sempre que mudar de posição, no decorrer do tempo, em relação a um referencial adotado. Estará em repouso sempre que sua posição se mantiver a mesma (constante) no decorrer do tempo em relação ao referencial que foi adotado.”
Referencial
O referencial é definido pelo sistema cartesiano. Muito estudado na Matemática, serve de guia ou base para deixar mais clara a análise dos movimentos. É importante sabermos o que é referencial, pois para fazer os exercícios de cinemática é preciso dominar a matéria.
O referencial é o ponto de vista, ou seja, de onde se vê o movimento. Quem está dentro de um ônibus está parado ou em movimento? Para quem está assentado ao lado, está parado; e para quem está na rua, está em movimento. Cada um é a representação de referencial.
Ponto Material
Ponto material é o corpo de dimensões desprezíveis. Representa objetos nos quais suas dimensões não afetam o estudo do fenômeno. Não faz diferença se é um carro ou um caminhão, se tem curvas arredondadas ou pontiagudas. O que importa é o movimento.
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Móvel
Na Física, a definição de móvel é entendida como um corpo que muda de posição no decorrer do tempo em relação a uma determinada base, o referencial. Se você sai da sala para a cozinha, você é um móvel em relação a determinada referência.
Trajetória
É a linha formada pelos pontos em sequência por um móvel. É o trajeto que você fez ao caminhar, seguindo o mesmo exemplo acima.
Variáveis
- Deslocamento (ΔS)
- Velocidade (V)
- Tempo (Δt)
- Aceleração (a)
Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U)
O movimento retilíneo uniforme não sofre variações. Veja a sua fórmula:
ΔS= V.Δt
Sendo:
ΔS = Variação da distância
V = Velocidade
Δt = Variação do tempo
A distância percorrida é igual à velocidade multiplicada pelo tempo.
Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V)
O movimento retilíneo uniformemente variado é o movimento que muda de acordo com a variação da aceleração, se aumentamos ou diminuímos a velocidade. Veja a sua fórmula:
ΔS= V₀.t + ½.a.t²
Sendo:
A variação da posição, que é a distância percorrida, é igual à velocidade inicial multiplicada pelo tempo mais um meio multiplicando a aceleração e o tempo elevado a 2.
Exercícios de Cinemática
1 – (UNIFICADO-RJ) – A nave espacial New Horizons foi lançada pela agência espacial NASA para estudar o planeta anão Plutão em janeiro de 2006. Em julho de 2015, a nave chegou muito próximo a Plutão e conseguiu enviar imagens de sua superfície. A distância estimada entre a Terra e a nave, quando ela estava bem próxima a Plutão, era de 32 unidades astronômicas (1 unidade astronômica = 150 milhões de quilômetros). Se a velocidade da luz é de 300 mil quilômetros por segundo, a imagem recebida pelos observatórios terrestres levou, da New Horizons até a Terra, aproximadamente
a) 0,1 microssegundo
b) 1 hora
c) 4 horas e meia
d) 2 dias
e) zero segundos
2 – (UEFS) – Pela experiência cotidiana, sabe-se que o movimento representa uma mudança contínua na posição de um corpo em relação a um dado referencial. A posição de uma partícula movendo-se ao longo do eixo z varia no tempo, de acordo com a expressão z(t) = 5t3 – 3t, em que z está em metros e t, em segundos. Com base nessas informações, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F as falsas.
( ) O movimento da partícula é retilíneo e uniformemente acelerado.
( ) A partícula apresenta um movimento progressivo em toda sua trajetória.
( ) A velocidade média da partícula entre os instantes t = 1,0 s e t = 2,0 s é igual a 32,0m/s.
( ) Em t = 0s e em, aproximadamente, t = 0,77s, a partícula passa pela origem da sua trajetória.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
a) F V V F
b) F V F V
c) F F V V
d) V V F F
e) V F F V
3 – (IFPR – 2018) – Um veículo trafega a 108 km/h em uma autoestrada, onde a velocidade máxima permitida é 110 km/h. Ao tocar o telefone celular do condutor, imprudentemente ele desvia sua atenção para o aparelho ao longo de 4s. A distância percorrida pelo veículo durante os 4 s em que se movimenta sem a atenção do condutor, em m, foi igual a:
a) 132.
b) 146.
c) 168.
d) 120.
4 – (PUC/SP – 2018) – Por uma luva de redução de PVC, que fará parte de uma tubulação, passarão 180 litros de água por minuto. Os diâmetros internos dessa luva são 100 mm para a entrada e 60 mm para a saída da água.
Determine, em m/s, a velocidade aproximada de saída da água por essa luva.
a) 0,8
b) 1,1
c) 1,8
d) 4,1
5 – (PUC/RJ – 2017) –A partir do solo, uma bola é lançada verticalmente com velocidade v e atinge uma altura máxima h. Se a velocidade de lançamento for aumentada em 3v, a nova altura máxima final atingida pela bola será: (Despreze a resistência do ar)
a) 2h
b) 4h
c) 8h
d) 9h
e) 16h
6 – UECE – 2016 (2ª fase) – Considere uma pedra em queda livre e uma criança em um carrossel que gira com velocidade angular constante. Sobre o movimento da pedra e da criança, é correto afirmar que
a) a aceleração da pedra varia e a criança gira com aceleração nula.
b) a pedra cai com aceleração nula e a criança gira com aceleração constante.
c) a aceleração em ambas é zero.
d) ambas sofrem acelerações de módulos constantes.
7 – (UFLA – 2016) – Uma pedra foi lançada verticalmente para cima. No momento em que ela está subindo, a
a) velocidade diminui e a aceleração diminui
b) velocidade diminui e a aceleração aumenta
c) velocidade é constante e a aceleração diminui
d) velocidade diminui e a aceleração é constante
8 – (UFLA) – 2016 – A figura em escala mostra os vetores de deslocamento de uma formiga, que saindo do ponto I, chegou ao ponto F, após 3 min e 20 s. O módulo do vetor velocidade média do movimento da formiga nesse trajeto foi de:
a) 0,15 cm/s
b) 0,25 cm/s
c) 0,30 cm/s
d) 0,50 cm/s
9 – (IFMG – 2016) – Em função de um grave acidente ocorrido em uma barragem de rejeitos de minério, uma primeira onda desses rejeitos, mais rápida, invadiu uma bacia hidrográfica. Uma estimativa para o tamanho dessa onda é de 20 km de extensão. Um trecho urbano dessa bacia hidrográfica possui cerca de 25 km. Supondo neste caso que a velocidade média com que a onda passa pela calha do rio é de 0,25 m/s, o tempo de passagem total da onda pela cidade, contado a partir da chegada da onda no trecho urbano, é de:
a) 10 horas
b) 50 horas
c) 80 horas
d) 20 horas
10 – (UFLA – 2015) – A descarga atmosférica é um fenômeno natural complexo, com muitos aspectos ainda desconhecidos. Um desses aspectos, pouco visível, ocorre no início da propagação da descarga. A descarga da nuvem para o solo inicia-se num processo de ionização do ar a partir da base da nuvem e propaga-se em etapas denominadas passos consecutivos. Uma câmera de alta velocidade de captura de quadros por segundo identificou 8 passos, de 50 m cada um, para uma descarga específica, com registros de intervalo de tempo de 5,0 x 10-4 segundos por passo. A velocidade média de propagação da descarga, nesta etapa inicial denominada de líder escalonado, é de
a) 1,0 x 10-4 m/s
b) 1,0 x 105 m/s
c) 8,0 x 105 m/s
d) 8,0 x 10-4 m/s
Agora que já respondeu todos os exercícios sobre cinemática, confira no gabarito as respostas.
Respostas dos Exercícios sobre Cinemática
Exercício resolvido da questão 1
c) 4 horas e meia
Exercício resolvido da questão 2
c) F F V V
Exercício resolvido da questão 3
d) 120.
Exercício resolvido da questão 4
b) 1,1
Exercício resolvido da questão 5
e) 16h
Exercício resolvido da questão 6
d) ambas sofrem acelerações de módulos constantes.
Exercício resolvido da questão 7
d) velocidade diminui e a aceleração é constante
Exercício resolvido da questão 8
b) 0,25 cm/s
Exercício resolvido da questão 9
b) 50 horas
Exercício resolvido da questão 10
b) 1,0 x 105 m/s
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