Conceitos introdutórios física 1

Capítulo 1

CONCEITOS INTRODUTÓRIOS

O conceito fundamental da Mecânica é o de movimento, ou seja, da mudança de posição dos corpos ao longo do tempo. Na Cinemática, o objetivo é descrever como se processam os movimentos, isto é, estabelecer, num dado referencial, as posições que os corpos ocupam ao longo do tempo e as respectivas velocidades, independentemente das causas desses movimentos. Em outros termos, a Cinemática procura estabelecer as formas geométricas das trajetórias dos corpos no espaço, se são retas ou curvas, e os intervalos de tempo levados para percorrer todos os segmentos dessas trajetórias. Na Dinâmica, o objetivo é buscar conhecer as causas dos movimentos. Dado um conjunto de corpos interagindo uns com os outros, a Dinâmica busca descrever as forças que agem sobre cada um deles, relacionar a resultante dessas forças à respectiva aceleração e, daí, entender o movimento correspondente no referencial considerado. Neste texto, vamos estudar os conteúdos da Mecânica a partir de experimentos. Por isso, a realização dos experimentos nos momentos indicados é de fundamental importância. Vamos estudar a Cinemática unidimensional, ou seja, os movimentos retilíneo uniforme (MRU) e retilíneo uniformemente variado (MRUV), a partir de um único experimento. Esse experimento envolve uma calha metálica inclinada em relação à horizontal e um volante que se movimenta sobre ela (Fig.1). O volante é constituído por um cilindro acoplado a um eixo cônico.

I. Referencial

Referencial é um conjunto de três eixos ortogonais. Não podemos falar em movimento sem antes especificar o referencial. Especificar o referencial significa estabelecer como o sistema de três eixos ortogonais está disposto em relação aos corpos que participam do fenômeno que se quer descrever. A escolha do referencial é arbitrária. Então, por conveniência, escolhemos um referencial em relação ao qual a calha está em repouso e com o eixo X colocado ao longo da