3: Cinemática bidimensional
- Page ID
- 194350
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
O arco de uma bola de basquete, a órbita de um satélite, uma bicicleta fazendo uma curva, um nadador mergulhando em uma piscina, o sangue jorrando de uma ferida e um cachorrinho perseguindo sua cauda são apenas alguns exemplos de movimentos ao longo de caminhos curvos. Na verdade, a maioria dos movimentos na natureza segue caminhos curvos em vez de linhas retas. O movimento ao longo de um caminho curvo em uma superfície plana ou em um plano (como o de uma bola em uma mesa de sinuca ou de um patinador em uma pista de gelo) é bidimensional e, portanto, descrito pela cinemática bidimensional.
- 3.0: Prelúdio da cinemática bidimensional
- O movimento não confinado a um avião, como um carro seguindo uma estrada sinuosa na montanha, é descrito pela cinemática tridimensional. Tanto a cinemática bidimensional quanto a tridimensional são extensões simples da cinemática unidimensional desenvolvida para o movimento em linha reta no capítulo anterior. Essa extensão simples nos permitirá aplicar a física a muitas outras situações e também produzirá insights inesperados sobre a natureza.
- 3.1: Cinemática em duas dimensões - uma introdução
- Um velho ditado afirma que a menor distância entre dois pontos é uma linha reta. As duas pernas da viagem e o caminho em linha reta formam um triângulo reto.
- 3.2: Adição e subtração de vetores - métodos gráficos
- Um vetor é uma quantidade que tem magnitude e direção. Deslocamento, velocidade, aceleração e força, por exemplo, são todos vetores. Em movimentos unidimensionais ou em linha reta, a direção de um vetor pode ser dada simplesmente por um sinal de mais ou menos. Em duas dimensões (2-d), no entanto, especificamos a direção de um vetor em relação a algum quadro de referência (ou seja, sistema de coordenadas), usando uma seta com comprimento proporcional à magnitude do vetor e apontando na direção do vetor.
- 3.3: Adição e subtração de vetores - métodos analíticos
- Os métodos analíticos de adição e subtração vetorial empregam geometria e trigonometria simples em vez da régua e do transferidor de métodos gráficos. Parte da técnica gráfica é mantida, porque os vetores ainda são representados por setas para facilitar a visualização. No entanto, os métodos analíticos são mais concisos, precisos e precisos do que os métodos gráficos, que são limitados pela precisão com a qual um desenho pode ser feito.
- 3.4: Movimento do projétil
- O movimento do projétil é o movimento de um objeto lançado ou projetado no ar, sujeito apenas à aceleração da gravidade. O objeto é chamado de projétil e seu caminho é chamado de trajetória. O movimento dos objetos que caem é um tipo simples e unidimensional de movimento de projétil no qual não há movimento horizontal. Nesta seção, consideramos o movimento bidimensional do projétil, como o de uma bola de futebol ou outro objeto para o qual a resistência do ar é insignificante.
- 3.5: Adição de velocidades
- Velocidades em duas dimensões são adicionadas usando as mesmas técnicas de vetores analíticos. A velocidade relativa é a velocidade de um objeto observada a partir de um determinado quadro de referência e varia dramaticamente com o quadro de referência. A relatividade é o estudo de como diferentes observadores medem o mesmo fenômeno, particularmente quando os observadores se movem em relação um ao outro. A relatividade clássica é limitada a situações em que a velocidade é inferior a cerca de 1% da velocidade da luz (3000 km/s).