Para comunicar efetivamente medidas como distância ou velocidade, é essencial especificar a unidade de medida. Por exemplo, dizer que uma pessoa tem "2" de altura é insuficiente, pois "2" por si só não define uma medida de comprimento. Em contrapartida, ao dizer que uma pessoa tem 2 metros de altura, fica claro que se pode utilizar uma régua com essa unidade para verificar a altura mencionada. Destaca-se aqui a importância das unidades de medida, que são padronizadas pelo Sistema Internacional de Unidades, ou \(SI\). Este sistema é adotado pela maioria dos países e é essencial para a consistência em ciências, engenharia e comércio internacional.

O sistema \(SI\) é construído sobre sete grandezas físicas fundamentais: comprimento, massa, tempo, corrente elétrica, temperatura termodinâmica, quantidade de substância e intensidade luminosa. A partir destas, todas as outras unidades podem ser derivadas, permitindo uma vasta gama de medições em diversos campos da ciência.

Referencial

De forma simples, um referencial é qualquer objeto (ponto), em relação ao qual se estuda a mudança de posição de um outro corpo. ANIMAÇÃO

Exemplo 1

Movimento

É a mudança de posição no decorrer do tempo em relação a um dado referencial.

Posição \((\vec{s})\)

A forma mais geral de descrever a posição de um objeto é usando vetores. O vetor posição sempre parte da origem do referêncial e vai até a posição do objeto da análise.

A unidade de posição no \(SI\) é o metro,\([s]=m\).

Trajetória

É o conjunto das diferentes posições que um corpo ocupa em um dado intervalo de tempo.

Posição escalar \((s)\)

Quando estamos falando de um movimento em um percurso já predeterminado, é mais conveniente uma descrição mais simples da posição. A posição escalar é o valor da distância, com sinal positivo ou negativo dependendo do sentido adotado. Esta distância é medida sobre a trajetória, entre o móvel e a origem do referencial. Em geral, começamos a contar o tempo \((t=0)\) quando o móvel está na posição que definimos como inicial, denotada por \(s_0\) .

Variação \((\Delta)\)

Para a descrição do movimento é importante considerar a variação de algumas grandezas, denotado pelo símbolo delta ( \(\Delta\) ). Por exemplo, se sairmos às 18:00 horas do trabalho e chegamos às 19:00 horas em casa, a variação do tempo \(\Delta t\) neste trajeto será de 1h. Ou seja, \(\Delta t = t - t_0\) , onde \(t_0\) é a hora do início do trajeto e \(t\) é a hora do final do trajeto.

Deslocamento escalar \((\Delta s)\)

É a variação (\(s - s_0\)) ocorrida na posição da partícula no intervalo de tempo \(\Delta t\) .

Velocidade escalar média \((v_m)\)

Durante uma viagem de carro, por exemplo, a velocidade do mesmo varia nos diferentes trechos do caminho. No entanto, podemos descrever este movimento de forma simplificada, considerando que na média o veículo se manteve a uma mesma velocidade, a velocidade média \(v_m\) . Matematicamente, temos: $$v_m = \frac{\Delta s}{\Delta t},$$ onde \(\Delta t\) é o intervalo de tempo gasto na viagem e \(\Delta s\) a distância percorrida.

A unidade de velocidade no \(SI\) é o metro por segundo,\([v]=\frac{m}{s}\) .

Exemplo 2

Exemplo 3

Exemplo 4

Exemplo 5

Exemplo 6

Exemplo 7

Exemplo 8

Exemplo 9

Velocidade escalar instantânea \((v)\)

Quando o intervalo de tempo \(\Delta t\) tende a um valor muito pequeno, a velocidade média tende à velocidade instantânea. Quando um objeto se move com velocidade constante, a velocidade média e a velocidade instantânea tem o mesmo valor.

Aceleração média escalar \((a_m)\)

Para uma descrição mais precisa do movimento, precisamos também considerar como a velocidade muda nos diferentes trechos. A aceleração média \(a_m\) dá a informação de como, em média, a velocidade varia no percurso. Matematicamente, isto é: $$a_m = \frac{\Delta v}{\Delta t},$$ onde \(\Delta v\) é a variação da velocidade no percurso considerado e \(\Delta t\) é o intervalo de tempo deste percurso.

A unidade de aceleração no \(SI\) é o metro por segundo ao quadrado,\([a]=\frac{m}{s^2}\) .

Aceleração escalar instantânea \((a)\)

Quando o intervalo de tempo \(\Delta t\) tende a valores muito pequenos, a aceleração média tende à aceleração instantânea. Observe que, se segmentarmos a análise do movimento, utilizando intervalos de tempo cada vez menores, obteremos uma descrição mais precisa do movimento conforme os intervalos de tempo diminuírem.

Quanto a Forma da Trajetória.

Retilíneos

Curvilíneos

Quanto ao Sentido do Percurso

Progressivo

Retrógrado

Quanto a Variação do Módulo da Velocidade.

Uniformes

Quando a velocidade é constante para qualquer tempo, \(v(t) = v_0 = constante\).

Uniformemente Acelerado

Quando o módulo da velocidade aumenta uniformemente. A aceleração e a velocidade tem o mesmo sentido (sinal). Alguns exemplos são: um trem saindo de uma estação, uma pedra que cai do alto de uma construção, etc.

Uniformemente Retardado

Quando o módulo da velocidade diminui uniformemente. A aceleração e a velocidade tem sentidos contrários (sinais).Alguns exemplos são: um trem chegando numa estação, um carro parando num sinal etc.