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FRENTE 1
MÓDULO 1 1. O QUE É MECÂNICA Mecânica é a ciência que estuda os movimentos. Por razões didáticas, a Mecânica costuma ser dividida em três capítulos: I. Cinemática II. Dinâmica III.Estática A Cinemática é a descrição geométrica do movimento por meio de funções matemáticas, isto é, é o equacionamento do movimento. Na Cinemática, usamos apenas os conceitos da Geometria associados à ideia de tempo; as grandezas fundamentais utilizadas são apenas o comprimento (L) e o tempo (T). A Dinâmica investiga os fatores que produzem ou alteram os movimentos; traduz as leis que explicam os movimentos. Na Dinâmica, utilizamos como grandezas fundamentais o comprimento (L), o tempo (T) e a massa (M). A Estática é o estudo das condições de equilíbrio de um corpo. 2. PONTO MATERIAL OU PARTÍCULA
Mecânica Fundamentos da Cinemática (II) Um automóvel fazendo manobras em uma garagem é tratado como corpo extenso. (III) Um atleta disputando a corrida de São Silvestre (extensão de 15km) é tratado como ponto material. (IV) Um bailarino executando piruetas é tratado como corpo extenso. (V) O planeta Terra em seu movimento de translação em torno do Sol é tratado como ponto material. (VI) O planeta Terra em seu movimento de rotação é tratado como corpo extenso. Quando se estuda a rotação de um corpo, suas dimensões não são desprezíveis e o corpo é sempre tratado como corpo extenso. Ponto material tem tamanho desprezível, porém sua massa não é desprezível.
4. REFERENCIAL OU SISTEMA DE REFERÊNCIA O sistema cartesiano triortogonal deve ser fixado em um local, em relação ao qual pretendemos estudar a posição do ponto material. Esse local é chamado sistema de referência ou referencial. Quando o referencial for omitido, vamos assumi-lo como superfície terrestre. 5. REPOUSO – MOVIMENTO Repouso e movimento são conceitos relativos, isto é, dependem do referencial adotado.
3. POSIÇÃO DE UM PONTO MATERIAL
Não existe repouso absoluto nem movimento absoluto.
A posição de um ponto material é definida pelas suas coordenadas cartesianas (x, y, z).
Uma partícula está em repouso, para um dado referencial, quando sua posição permanece invariável, isto é, as três coordenadas cartesianas (x, y e z) permanecem constantes no decurso do tempo.
Ponto material (ou partícula) é um corpo de tamanho desprezível em comparação com as distâncias envolvidas no fenômeno estudado. Quando as dimensões do corpo são relevantes para o equacionamento de seu movimento, ele é chamado de corpo extenso. Exemplos (I) Um automóvel em uma viagem de São Paulo ao Rio de Janeiro (distância de 400km) é tratado como ponto material, isto é, o seu tamanho não é importante no equacionamento de seu movimento.
poderá ser definida por apenas duas coordenadas cartesianas: x e y. Se o ponto material estiver sempre na mesma reta, sua posição poderá ser definida por uma única coordenada cartesiana: x.
Uma partícula está em movimento, para um dado referencial, quando sua posição varia no decurso do tempo, isto é, pelo menos uma das coordenadas cartesianas está variando.
O conjunto de eixos Ox, Oy e Oz, de mesma origem O e perpendiculares entre si, é chamado sistema cartesiano triortogonal. Se o ponto material estiver sempre no mesmo plano, sua posição
Exemplos (I) Considere um carro em uma rua e um poste. O velocímetro do carro marca 100km/h. O motorista do carro está em repouso ou em movimento? A resposta correta é: depende do referencial.
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