A cinemática é o ramo da física (especificamente a mecânica clássica) que estuda o movimento dos objetos e sua trajetória em função do tempo sem levar em conta as causas que o produzem.
No estudo da cinemática, as propriedades químicas e físicas dos corpos em movimento não são levadas em consideração, com exceção das dimensões, bem como as forças que atuam sobre eles.
Velocidade e aceleração são dois conceitos fundamentais no estudo da cinemática de um corpo rígido.
Deve-se notar apenas que as equações da cinemática não levam em conta a teoria da relatividade de Einstein, por isso só são válidas para velocidades "pequenas" em relação à velocidade da luz.
O que é um sólido rígido?
Um sólido rígido é entendido como um sólido que não pode ser deformado. Ou seja, em qualquer instante a distância entre dois pontos pertencentes a ela permanece constante.
No estudo da cinemática, o movimento de um corpo rígido é considerado por não absorver energia do sistema para deformar o material. Esta forma de calcular o movimento não é real, mas é uma forma muito aproximada da realidade que simplifica os cálculos.
Velocidade relativa entre dois corpos rígidos
O movimento dos corpos é definido em relação a um determinado sistema de referência. No entanto, este quadro de referência pode mudar de posição. Para isso é necessário estabelecer um sistema de coordenadas fixas e descrever o movimento baseado neste sistema.
Para dar um exemplo, imagine uma pessoa se movendo dentro de um vagão de trem a uma velocidade de 4 km/h em relação ao vagão. Por sua vez, o trem se move a uma velocidade constante de 100 km/h em relação ao solo. Neste momento, a velocidade relativa do passageiro em relação ao solo é a do andar individual mais a do trem: 104 km.
Depois de algum tempo, a distância percorrida será a soma da distância percorrida pelo trem mais a distância percorrida pela pessoa em cima do vagão.
Quais são os tipos de movimentos?
Na representação bidimensional da cinemática, existem os seguintes tipos de movimento:
Movimento de linha uniforme. O sólido se move em linha reta com velocidade constante e sem mudar de direção.
Movimento retilíneo uniformemente acelerado: o sólido se move em linha reta, sem mudar de direção, mas a velocidade diminui gradativamente até mudar de sinal. Neste momento, o objeto muda de direção e vai para sua posição inicial.
Movimento harmônico simples. A direção da força sob a qual o objeto se move é sempre oposta ao deslocamento e a magnitude é proporcional ao deslocamento.
Movimento Circular: Movimento cujo caminho é um círculo ou parte de um círculo.
Lançamento parabólico: é um movimento de um objeto que descreve a trajetória de um objeto que é afetado pela força da gravidade.
exemplos de cinemática
A queda de um pára-quedista de um avião seria um exemplo de movimento retilíneo uniformemente acelerado.
O movimento dos planetas que orbitam em torno do Sol é realizado por meio de um movimento circular.
A oscilação de um pêndulo simples é um exemplo de movimento harmônico simples.
A trajetória de uma bola de futebol após uma cobrança de falta é um exemplo de arremesso parabólico.
Qual é a diferença entre cinemática e dinâmica?
A diferença entre cinemática e dinâmica é que a dinâmica estuda a relação entre as forças e o movimento, enquanto a cinemática lida apenas com o movimento.
