1.1 – Medidas e Grandezas Fundamentais
Ao estudar um fenômeno físico, é necessário obtermos uma informação quantitativa, afim de tornar o estudo completo. Obtemos essa informação fazendo-se uma medida física que pode ser direta, como por exemplo utilizar uma régua para medir um lápis ou indireta, como por exemplo a velocidade média de um automóvel viajando de Taubaté a São José, esta propriedade física pode ser obtida através do conhecimento da distância percorrida e do tempo que se leva para percorrê-la.
Existem grandezas físicas consideradas fundamentais e derivadas. Na Mecânica as grandezas fundamentais são: comprimento, tempo e massa. As grandezas que resultam de combinações dessas são consideradas derivadas.
O Brasil adota desde 1960 como padrão para unidades de medidas o Sistema Internacional de Unidades (SI).
1.2 - Grandezas Físicas
No estudo da física nos baseamos em discutir medidas de grandezas, as quais são chamadas grandezas físicas. Como exemplo podemos mencionar a velocidade de um carro que passa pela rua de nossa casa, a potência da luz que ilumina o quadro negro de nossa sala de aula, a temperatura do local onde estamos e muitas outras que estudaremos durante o nosso curso. Essas grandezas são divididas em escalares e vetoriais.
Grandeza física que para o seu completo entendimento basta o seu módulo (valor numérico) acompanhado de uma unidade de medida. Podemos dar como exemplo: a massa, a temperatura, o tempo, etc.
1.2.2 - Grandeza Vetorial
Grandeza física que para sua completa descrição é necessário além do módulo acompanhado de uma unidade, da sua orientação, ou seja, direção (por exemplo: horizontal, vertical) e sentido (por exemplo: da direita para esquerda, de cima para baixo). São exemplos de grandezas vetoriais: a força, a velocidade, a quantidade de movimento e outras que estaremos estudando no nosso curso.
1.3 - O Estudo da Cinemática
A Mecânica divide-se em Cinemática, Dinâmica e Estática, em nosso curso nos estaremos estudando as duas primeiras partes. Iniciaremos os nossos estudos pela Cinemática que é o estudo do movimento sem se preocupar com suas causas.
1.4 - Partícula e Corpo Extenso
Um corpo é considerado partícula (ou ponto material) em física quando suas dimensões são desprezíveis na situação considerada. Por exemplo, um carro se movimentando na Via Dutra, neste caso podemos considerar este carro como sendo uma partícula, já que sua dimensão, quando comparada com a extensão da rodovia, é totalmente desprezível. Já um corpo extenso é aquele que não possui dimensões desprezíveis na situação considerada. O mesmo carro que na Via Dutra pode ser descrito como partícula, dentro de uma garagem não será mais desprezível, pois ocupará praticamente toda a garagem, neste caso ele passa a ser considerado um corpo extenso.
É importante ressaltar que essas definições nos trouxeram um importante conceito em física - Referencial. Um corpo pode ser considerado partícula ou corpo extenso, depende do referencial ao qual estamos comparando, no primeiro caso a Via Dutra e no segundo a garagem. A seguir descreveremos melhor a importância desse conceito em física.
Poderíamos iniciar este tópico perguntando: Neste instante você está em movimento ou parado (em repouso)
A princípio esta pergunta pode parecer sem importância e com resposta óbvia, mas se pararmos para pensar veremos que essa resposta não é tão óbvia.
Podemos estar parados em relação ao chão de nossa sala de aula, mas como todos estão na Terra, temos os movimentos que ela possui, ou seja, rotação e translação. Portanto, em relação a um outro planeta qualquer, Marte, por exemplo, estamos em movimento.
Afinal de contas, estamos parados ou em movimento ?
O problema é que a pergunta não está bem formulado, e portanto devemos modifica-la da seguinte forma:
Em relação à sala de aula estamos parados ou em movimento ?
O conceito de referencial é muito importante inclusive no que diz respeito a trajetórias de um movimento. Ilustraremos a seguir duas pessoas observando um mesmo fenômeno, mas cada uma delas assiste uma trajetória diferente. Este é o caso de um avião soltando uma bomba em campo aberto. Repare que para um observador fora do avião verá a bomba caindo de forma curva (parábola). Já o piloto assiste a bomba caindo sempre abaixo de seu avião e portanto assiste uma trajetória reta. Evidentemente que consideramos nula a resistência do ar.
A partir de agora devemos estar mais atentos com os fenômenos que nos cercam e passar a observar fatos que antes passavam desapercebidos.
1.6 - Posição na Trajetória
ou Espaço na Trajetória (s)
Representaremos a grandeza física posição pela letra s minúscula. Essa grandeza indica a
posição ocupada por um móvel ao longo de uma trajetória.
Depois de definida a posição de um móvel numa trajetória, passaremos a
associar a esta posição um respectivo tempo, ou seja, construiremos uma função
da posição ocupada pelo móvel com o tempo. Isso será de extrema importância
para os próximos capítulos.
1.7 - Deslocamento ou
Variação do Espaço
Imaginemos a seguinte situação: Em um certo instante t1, um
garoto se encontra na posição s = - 10 m e no instante t2 ele se
encontra em s = 10 m, o deslocamento ou variação do espaço desse garoto no
intervalo de tempo é igual a:
Δs = 10 - (-10) = 20 m
Importante:
Neste caso o deslocamento é igual a distância percorrida pelo garoto,
mas nem sempre isto será verdade. O deslocamento apenas será igual a distância
percorrida quando o movimento, considerado, é num único sentido. Caso exista
inversão de sentido durante o movimento o deslocamento não será mais igual a
distância percorrida.
Exemplo: Uma pessoa que dê a volta ao mundo,
retornando ao ponto de partida terá deslocamento igual a zero.
