Conceitos e definições – movimento e repouso
Conceitos e definições – movimento e repouso
Cinemática
Parte da mecânica que estuda os vários tipos de movimento descritos por diferentes tipos de corpos, sem se preocupar com suas causas.
Partícula ou ponto material e corpo extenso 
Se as dimensões (tamanho) de um móvel são desprezíveis em comparação com as dimensões dos outros corpos que participam do fenômeno em estudo, dizemos que se trata uma partícula ou ponto material.
Se essas dimensões do corpo não podem ser desprezadas, ele é chamado de corpo extenso.
Assim, um mesmo corpo pode ser um ponto material ou corpo extenso, dependendo de suas dimensões em relação a outro corpo tomado como referencial.
Se uma jamanta, por exemplo, de 50m de comprimento estiver em uma rodovia indo de São Paulo ao Rio de Janeiro de aproximadamente 431 km de extensão, as suas dimensões não têm a menor importância no estudo do seu movimento, trata-se de um ponto material (figura 2); no entanto, se a mesma jamanta estiver percorrendo um quarteirão de 100m, suas dimensões não podem ser desprezadas e neste caso trata-se de um corpo extenso (figura1).
Repouso e movimento Considere uma pessoa sentada, imóvel na poltrona de um trem que está se afastando de uma cidade.
Para definir se a pessoa está em repouso ou em movimento você deve escolher um referencial ou sistema de referência, ou seja, algum elemento com o qual você possa fazer uma comparação, pois o conceito de repouso ou de movimento está sempre relacionado a outro corpo.
A definição de repouso ou de movimento é a seguinte: “Um corpo está em repouso ou em movimento em relação a outro corpo quando a distância entre ele variar no decorrer do tempo. Caso contrário estará em repouso”.
Assim, no exemplo acima, a pessoa estará em movimento em relação à cidade, ou a uma árvore, ou aos trilhos e em repouso em relação ao trem.
Trajetória pode ser considerada como sendo o lugar geométrico dos sucessivos pontos ocupados pelo móvel no decorrer do tempo ou também pode ser considerado como o caminho percorrido pelo móvel ou que ele irá percorrer no decorrer do tempo.
O que você dever saber informações e dicas
O conceito de ponto material ou corpo extenso é relativo, pois um elefante será um corpo
extenso em relação a uma formiga e um ponto material em relação ao planeta Terra.
Qualquer elemento do sistema solar (planetas, estrela, satélites, etc.) está sempre em movimento
um em relação ao outro, pois é provado hoje que o nosso Universo está crescendo a cada segundo, de modo que o espaço entre as galáxias está se aumentando
A trajetória de um corpo depende do referencial. Como exemplo, considere um vagão passando por uma plataforma com velocidade constante, tendo em seu interior uma pessoa sentada e, na plataforma, outra pessoa observando o vagão passar.
Observe nas figuras abaixo que cada pessoa, ou seja, cada referencial observará trajetórias diferentes para o lustre.
Para uma pessoa imóvel no vagão ou para qualquer referencial fixo no vagão a trajetória do lustre
será uma reta vertical.
Um observador parado (referencial) na plataforma verá, à medida que o vagão vai passando, a
trajetória do lustre como um arco de parábola, pois ao mesmo tempo em que o lustre se desloca para a direita, ele cai em movimento vertical.
Quando a distância entre dois referenciais não varia com o tempo, são chamados de referenciais inerciais.
Caso contrário são chamados referenciais não inerciais.
Exemplo: Um carro se deslocando numa rodovia. Em relação ao referencial motorista o referencial carro está em repouso ou vice versa. Então esses dois referenciais são chamados referenciais inerciais.
Já o referencial carro em relação a um referencial farol na rodovia estarão em movimento um em relação ao outro. Então esses dois referenciais são chamados referenciais não inerciais.
O velocímetro de seu carro indica a velocidade do mesmo em relação à rodovia, ao solo ou à Terra (referenciais
Terra (referenciais não inerciais).
Exercícios
01-(UFB) Um pássaro está voando e se afastando de uma árvore.
Em relação ao pássaro, a árvore está em repouso ou em movimento?
R- A árvore está em movimento em relação ao pássaro e vice-versa, pois a distância entre eles está variando com o decorrer do tempo.
02-(UFB) Uma bicicleta está se deslocando horizontalmente para o leste com velocidade constante. Responda:
a) O selim (banco) está em repouso ou em movimento em relação ao pneu?
b) Esboce a trajetória de um ponto do pneu, vista por um observador fixo no solo.
R-
a) Fixar um ponto (A) em qualquer parte do selim e outro ponto (B) em qualquer parte do pneu
Observe que à medida que a bicicleta se desloca para a direita, a distância entre os dois pontos fixos (A e B) está variando e, portanto, o selim está em movimento em relação ao pneu e vice-versa.
b) À medida que a bicicleta se desloca para a direita, um ponto fixo no pneu gira no sentido
horário e a união dessas posições (1, 2, 3, 4, 5 e 6) fornece a trajetória desse ponto visto pelo observador fixo no solo (veja figura).
03-(ENEM-MEC) Em certa cidade, algumas de suas principais vias tem a designação “radial” ou “perimetral”, acrescentando-se ao nome da via uma referência ao ponto cardeal correspondente.
As ruas 1 e 2 estão indicadas no esquema em que não serão explicitados os pontos cardeais.
Os nomes corretos das vias 1 e 2 podem, respectivamente ser:
a) perimetral sul, radial leste
b) perimetral sul, radial oeste
c) perimetral norte, radial oeste
d) radial sul, perimetral norte
e) radial sul, perimetral oeste.
As vias perimetrais passam pelos perímetros das regiões centrais (anéis periféricos).
As vias radiais (raio de uma circunferência) partem do centro em direção aos bairros periféricos.
Dependendo dos ponto cardeais você terá duas possibilidades:
Se a via 1 for perimetral norte a rua 2 será radial leste (não consta das alternativas) ou, se a via 1 for perimetral sul a via 2 será radial oeste (está nas alternativas e é a correta)
R- B
04-(UEPB) Um professor de física verificando em sala de aula que todos os seus alunos encontram-se sentados, passou a fazer algumas afirmações para que eles refletissem e recordassem alguns conceitos sobre movimento.
Das afirmações seguintes formuladas pelo professor, a única correta é:
a) Pedro (aluno da sala) está em repouso em relação aos demais colegas, mas todos nós estamos em movimento em relação à Terra.
b) Mesmo para mim (professor), que não paro de andar, seria possível achar um referencial em relação ao qual eu estivesse em repouso.
c) A velocidade dos alunos que eu consigo observar agora, sentados em seus lugares, é nula para qualquer observador humano.
d) Como não há repouso absoluto, nenhum de nós está em repouso, em relação a nenhum referencial.
e) O Sol está em repouso em relação a qualquer referencial.
R-
Definição de repouso ou de movimento: “Um corpo está em movimento em relação a outro corpo quando a distância entre ele variar no decorrer do tempo. Caso contrário estará em repouso”
R- B
05-(UFU-MG) De um avião que voa de leste para oeste com velocidade constante, abandona-se
uma bomba. Despreze o atrito com o ar e esboce a trajetória da bomba quando vista:
a) em relação a um observador fixo no solo
b) em relação a um observador no avião
R-
a) Observe que, como o avião tem velocidade constante e despreza-se a resistência do ar, pelo princípio da inércia a bomba que é abandonada, tem sempre a mesma velocidade horizontal que a do avião e estará sempre abaixo dele.
Ao mesmo tempo, devido à gravidade efetuará um movimento vertical e para baixo. Compondo esses dois movimentos, um observador fixo na Terra observará o arco de parábola da figura.
b) Para um referencial ligado ao avião, a bomba terá um movimento de queda vertical devido à ação da gravidade e sua trajetória será um segmento de reta vertical.
06-(UFMG) Observe esta figura.
Daniel está andando de skate em uma pista horizontal.
No instante t1, ele lança uma bola, que, sobe verticalmente. A bola sobe alguns metros e cai, enquanto Daniel continua a se mover em trajetória retilínea, com velocidade constante.
No instante t2, a bola retorna à mesma altura de que foi lançada. Despreze os efeitos da resistência do ar.
Assim sendo, no instante t2, o ponto em que a bola estará mais provavelmente é:
a) K
b) L
c) M
d) qualquer um, dependendo da velocidade de lançamento.
R-
Em relação à Daniel, a bola tem o mesma velocidade horizontal que ele e, assim ela não se deslocará
na horizontal, mas somente na vertical, retornando, no instante t2, à sua mão no ponto L
R- B
07-(PUC-SP) Leia com atenção a tira da Turma da Mônica mostrada a seguir e analise as afirmativas que se seguem, considerando os princípios da Mecânica Clássica.
I. Cascão encontra-se em movimento em relação ao skate e também em relação
ao amigo Cebolinha.
II. Cascão encontra-se em repouso em relação ao skate, mas em movimento em
relação ao amigo Cebolinha.
III. Em relação a um referencial fixo fora da Terra, Cascão jamais pode estar em
repouso.
Estão corretas:
a) apenas I
b) I e II
c) I e III
d) II e III
e) I, II e III
(I) Errada – Cascão está em movimento em relação à Cebolinha (a distância entre eles está variando com o decorrer do tempo), mas em repouso em relação ao skate (a distância entre Cascão e Cebolinha não varia com o decorrer do tempo o tempo).
II- Correta – Veja I
III- Correta – o referencial (qualquer ponto ou corpo) está fixo na Terra (a distância entre o referencial “Terra” está sempre variando com o decorrer do tempo).
R- D
08 -(UFB) Você, deitado confortavelmente e imóvel na rede na praia, está em repouso ou em
movimento?
R-
Depende do referencial. Em relação a um coqueiro, você estará em repouso, mas em relação a uma gaivota voando você estará em movimento.
09-(UFMG) Júlia está andando de bicicleta com velocidade constante, quando deixa cair uma moeda. Tomás sentado no banco vê a moeda cair.
Considere desprezível a resistência do ar. Assinale a alternativa em que melhor estão representadas as trajetórias da moeda, como observadas por Júlia e por Tomás.
Júlia observa uma reta (ela e a moeda possuem durante o trajeto a mesma velocidade horizontal) e Tomás um arco de parábola (ele e a moeda durante o trajeto possuem velocidades horizontais e verticais diferentes)
R- C
10-(Ufrj-RJ) Heloísa, sentada na poltrona de um ônibus, afirma que o passageiro sentado à sua frente não se move, ou seja, está 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 Heloísa e Abelardo para dizer que ambas estão corretas.
Em Mecânica, o movimento e o repouso de um corpo são definidos em relação a algum referencial. Para dizer que tanto Heloísa quanto Abelardo estão corretos, devemos interpretar a afirmação de Heloísa como “o passageiro não se move em relação ao ônibus”, e a afirmação de Abelardo como “o passageiro está em movimento em relação à Terra (ou à rodovia)”
11-(UFSM-RS)
Numa corrida de revezamento, dois atletas, por um pequeno intervalo de tempo, andam juntos para a troca do bastão.
Nesse intervalo de tempo, está(ão) corretas:
I – num referencial fixo na pista, os atletas têm velocidades iguais.
II – num referencial fixo em um dos atletas, a velocidade do outro é nula.
III – o movimento real e verdadeiro dos atletas é aquele que se refere a um referencial inercial fixo nas estrelas distantes.
(A) apenas I.
(B) apenas II.
(C) apenas III.
(D) apenas I e II.
R-
I. Correta — a distância entre eles e um ponto fixo na pista está variando de um mesmo valor num mesmo intervalo de tempo.
II. Correta — a distância entre eles não está variando.
III. Falsa — o referencial pode ser colocado em qualquer corpo.
R- D