A Cinemática é o estudo do movimento dos corpos sem se preocupar com a análise das suas causas. Nesse tópico iremos introduzir os conceitos básicos relacionados ao movimento como:

Table 1: Conceitos básicos da cinemática

Conceito	Descrição
Referencial	Ponto de referência (ponto zero).
Posição	posição de cada carro em relação ao referencial.
Deslocamento	Variação da posição em um certo intervalo de tempo.
Velocidade	Razão entre um deslocamento e intervalo de tempo correspondente.
Aceleração	Razão entre variação de velocidade e intervalo de tempo correspondente.

Considere as imagens abaixo e tente identificar cada um dos conceitos descritos anteriormente.

Por exemplo, na representção acima, as posições dos três carros são, respectivamente:

\[ -20 \, m \,, \qquad -10 \, m \qquad \text{e} \quad +15\,m\]

Sobre as duas figuras acima, podemos afirmar, entre outras coisas, que:

A posição do carro vermelho era de \(S_0=-10\,m\) no instante \(t_0\), e foi para \(S_f = -5\,m\) no instante \(t_f\).

Se, por exemplo, \(t_0 = 10\,s\) e \(t_f=12 s\); então, o intervalo de tempo em que ocorre o deslocamento é de \(\Delta t =12-10 =2s\).

A velocidade é a razão entre o deslocamento \(\Delta S = -5 -(-10) = 5\, m)\) e o intervalo de tempo correspondente. Assim,

\[ v = \frac{\Delta S}{\Delta t} = \frac{5\,m}{2\,s} = 2,5\, m/s\]

Quando há uma variação de velocidade (aumento ou redução) existe uma aceleração.

Considere agora que ocorreu um aumento de velocidade durante um intervalo de \(10 \, s\) (\(\Delta t = 15 - 5 = 10\,s\)). A velocidade foi de \(v_0 = 5\,m/s\) para \(v_f=55\,m/s\).

A aceleração, nesse caso, será:

\[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{50m/s}{10s} = \frac{10m/s}{1s}\]

Escrevemos

\[ a = 10\,m/s^2 \]

Aceleração de \(10\,m/s^2\), para baixo. Ou seja, uma acrésimo de \(10m/s\) na velocidade a cada segundo.

Qual será a velocidade vertical imediatamente antes de atingir o chão, se a velocidade horizontal for de \(5m/s\)?

Veja aqui um conjunto de simulações do PHET

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A aceleração de um objeto é diretamente proporcional à força resultante atuando sobre ele; tem o mesmo sentido que essa força e é inversamente proporcional à massa do objeto.

• A aceleração é diretamente proporcional à força aplicada

• A aceleração é inversamente propocional à massa

  Matematicamente, temos:

  \[ a = \frac{F}{m}\]

ou

\[ F = m a\]

Sempre que um objeto exerce uma força sobre outro objeto, este outro objeto exerce uma força igual e oposta sobre o primeiro.

Ou

Para cada força de ação existe sempre uma força de reação, de mesmo módulo e orientação oposta,

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