O que é cinemática?
Descrever o movimento — o “como”, não o “por quê”
Cinemática é a parte da física que descreve como os corpos se movem — onde estão, quão rápido vão e como isso muda com o tempo. Ela não pergunta por que o movimento acontece (isso é a Dinâmica); só descreve o movimento em si.
Todo movimento é relativo a um referencial. Você, sentado no ônibus, está parado em relação ao banco, mas em movimento em relação à rua. Antes de dizer se algo se move, é preciso escolher “em relação a quê”.
Duas medidas parecidas, mas diferentes: distância percorrida é todo o caminho andado; deslocamento é só a diferença entre a posição final e a inicial (com direção). Dar uma volta completa numa pista percorre muitos metros, mas o deslocamento é zero — você voltou ao ponto de partida.
Velocidade média
Variação da posição dividida pelo tempo gasto. Ex.: 100 km em 2 h → 50 km/h.
Escalar × vetorial
Grandezas escalares têm só valor (distância, tempo, rapidez). As vetoriais têm valor e direção (deslocamento, velocidade, aceleração) — por isso podem ser negativas.
As três grandezas do movimento
Cada uma é a “taxa de variação” da anterior
Posição (S)
Onde o objeto está, medido a partir de um referencial. Unidade: metro (m).
Velocidade (v)
O quão rápido a posição muda a cada segundo. Unidade: m/s. É a inclinação do gráfico posição×tempo.
Aceleração (a)
O quão rápido a velocidade muda. Unidade: m/s². A gravidade acelera tudo a ~9,8 m/s².
MRU — movimento uniforme
Velocidade constante, aceleração zero
No Movimento Retilíneo Uniforme, a velocidade não muda: o objeto percorre distâncias iguais em tempos iguais. Um carro em piloto automático numa estrada reta é um bom exemplo.
A posição em cada instante é dada pela equação horária. Ela diz: comece na posição inicial S₀ e some o quanto andou (velocidade × tempo).
Nos gráficos
MRUV — movimento acelerado
Aceleração constante — a velocidade muda de forma uniforme
No Movimento Retilíneo Uniformemente Variado, a aceleração é constante: a velocidade aumenta (ou diminui) sempre na mesma taxa. Um carro acelerando do zero, ou a queda livre (onde a aceleração é a gravidade), são MRUV.
São três equações, cada uma útil numa situação:
- quando não se tem a distância → use a da velocidade;
- quando não se tem a velocidade final → use a da posição;
- quando não se tem o tempo → use Torricelli.
As três equações
v = v₀ + a · t
velocidade num instante t
S = S₀ + v₀·t + ½·a·t²
posição num instante t
v² = v₀² + 2·a·ΔS
Torricelli — relaciona velocidade e distância, sem o tempo
Lançamento oblíquo: os dois juntos
Ajuste velocidade e ângulo, clique em Lançar e veja a parábola do movimento
Alcance
40,8 m
Altura máx.
10,2 m
Tempo de voo
2,9 s
Gravidade g = 9,8 m/s². O alcance é máximo em 45°; ângulos complementares (ex.: 30° e 60°) dão o mesmo alcance.
Dois movimentos ao mesmo tempo
Na horizontal, é MRU: a velocidade é constante, porque não há força para os lados.
Na vertical, é MRUV: a gravidade desacelera o objeto na subida e o acelera na descida.
A soma dos dois desenha uma parábola — a mesma curva da função do 2º grau que você viu em Matemática.
Exemplos resolvidos
Escolhendo a equação certa para cada situação
MRU — tempo de viagem
Um carro a 20 m/s constante percorre 300 m. Quanto tempo leva?
S = S₀ + v·t → 300 = 0 + 20·t
t = 300 ÷ 20
MRUV — frenagem
Um carro a 20 m/s freia com a = −4 m/s². Quanto tempo até parar?
v = v₀ + a·t → 0 = 20 + (−4)·t
4t = 20
Queda livre
Um objeto cai do repouso. Qual a velocidade após 3 s? (g = 10 m/s²)
v = v₀ + g·t = 0 + 10·3
Lançamento — alcance máximo
Em qual ângulo o alcance é máximo (mesma velocidade)?
R = v₀²·sen(2θ)/g é máximo quando sen(2θ) = 1
2θ = 90°
Erros que todo mundo comete
Cuidados na cinemática
⚠️ Misturar unidades
km/h e m/s não se somam direto. Para converter, divida por 3,6 (km/h → m/s).
⚠️ Sinal da aceleração
Freando, a aceleração é negativa (contrária ao movimento). Esquecer o sinal inverte o resultado.
⚠️ Velocidade ≠ aceleração
No topo do lançamento, a velocidade vertical é zero, mas a aceleração (gravidade) continua agindo.
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Agora que você descreve o movimento, descubra o que o causa: as forças.