Cinemática

1 Introdução a Cinemática

A cinemática é a parte da mecânica que estuda e descreve os movimentos, sem se preocupar com as suas causas. Seu objetivo é descrever apenas como se movem os corpos. A parte da mecânica que se preocupa com as causas do movimento é a dinâmica, que será estudada somente mais a diante nesta apostila.
Em geral, na cinemática, estudamos o movimento de um corpo qualquer, tratando o mesmo como uma partícula ou um ponto material. Esta representação é possível devido às dimensões do corpo em movimento, considerado nestes estudos, serem desprezíveis em comparação com as demais dimensões que participam do fenômeno. Por exemplo, um automóvel de 3,5 metros de comprimento, se desloca por cerca de 200 quilômetros, na cinemática consideramos o comprimento do carro desprezível em relação à distância percorrida, logo tratamos o mesmo como uma partícula ou um ponto material.
Outro conceito importante que deve ser ressaltado é o de movimento. No dia-a-dia costumamos associar a idéia de movimento a tudo que esteja em constante mudança, atividade, animação, agitação, evolução, desenvolvimento e etc. Entretanto, na física, a idéia de movimento assume um significado restrito:

A variação, em função do tempo, da posição de um corpo em relação a outro corpo que serve de referência.

Considerando isto, o conceito de movimento de um corpo está associado a outro corpo que serve de referência.

1.1 Sistema de referência

Quando dizemos que um corpo está em movimento, devemos explicitar em relação a que outro corpo, sua posição se altera em função do tempo. Vejamos um exemplo. Imagine um trem que se aproxima de uma estação onde alguns passageiros aguardam sentados. Em
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relação à estação, o trem está em movimento e os passageiros estão em repouso. Já em relação ao trem, tanto a estação quanto os passageiros estão em movimento. Neste sentido, o conceito de movimento é relativo, ou seja, depende do corpo de referência adotado.
Sendo