Conceitos Fundamentais de Cinemática e Dinâmica

A cinemática estuda o movimento independentemente das suas causas, enquanto a dinâmica estuda o movimento e analisa as suas causas.

O movimento de translação ocorre quando um corpo muda de posição ou de localização em relação a um ponto de referência.

Rotação: ocorre quando um corpo gira em torno de um eixo fixo; ele se move, mas não se desloca linearmente.

Sistema de referência inercial: ocorre quando o ponto de origem (0) está em repouso ou se move com velocidade constante. A Terra pode ser considerada um ponto de referência inercial, apesar de não o ser rigorosamente, pois possui rotação sobre si mesma. No entanto, esse movimento passa despercebido por nós.

Caminho (Trajetória): é o locus (lugar geométrico) das posições sucessivas ocupadas por um ponto em movimento no espaço.

Vetor posição: é o vetor que tem sua origem no sistema de coordenadas de referência e a extremidade no ponto onde o móvel se encontra em todos os momentos.

Vetor deslocamento: é obtido pela subtração dos vetores posição correspondentes ao ponto de chegada e ao ponto de partida.

Espaço percorrido (viagens espaciais): é o comprimento do caminho percorrido pelo móvel. É uma grandeza escalar que corresponde ao módulo do deslocamento somente quando o movimento é retilíneo e não muda de direção.

Velocidade média: é o deslocamento experimentado pelo ponto móvel na unidade de tempo. É um vetor obtido dividindo o deslocamento pelo intervalo de tempo utilizado; possui a mesma direção do vetor deslocamento. O tempo é um escalar positivo. Fórmula: v = Δr / Δt.

Velocidade instantânea: é a velocidade de uma partícula em um determinado momento ou ponto da trajetória. É também um vetor cujo módulo é chamado de rapidez e cuja direção é tangente à trajetória.

Aceleração: é a variação da velocidade ao longo do tempo.

Aceleração média: é definida como o vetor resultante da divisão da variação da velocidade ocorrida em um intervalo de tempo pelo valor deste intervalo.

Aceleração instantânea: é o limite da aceleração média quando o intervalo de tempo é extremamente pequeno. Este limite é chamado de derivada do vetor velocidade em relação ao tempo.

Aceleração tangencial e normal: a aceleração tangencial deve-se à variação do módulo da velocidade. A aceleração normal (ou centrípeta) deve-se à mudança na direção da velocidade. Sua magnitude é calculada por v²/R, sendo v a velocidade e R o raio da curva.

Velocidade angular (ω): é definida como o ângulo percorrido pelo vetor posição na unidade de tempo.

Frequência (f): é o número de rotações por segundo. O período (T) e a frequência são recíprocos: T · f = 1.

Aceleração angular média: é definida como a relação entre a variação da velocidade angular e o tempo, medida em rad/s².

Queda livre (Freefall): é o movimento de um corpo sob a ação da gravidade. Trata-se de um movimento vertical retilíneo uniformemente acelerado.

Princípio da superposição: se uma partícula é submetida simultaneamente a vários movimentos elementares independentes, o movimento resultante é obtido somando-se vetorialmente esses movimentos parciais.