LISTA 01 – INTRODUÇÃO A CINEMÁTICA: Ponto Material e Corpo Extenso - AULA 01

FALA GALERA!! Tudo bem?? na aula de hoje vamos inicia o nosso curso de Física. É importante que após a leitura da parte teórica você observe as atividades resolvidas pelo Prof. como parte da nossa METODOLOGIA da exposição do conteúdo, da forma como os assuntos são estudados e as maneiras de como são cobrados esses assunto nas principais bancas de vestibulares em nossa região, e principalmente no ENEM. 

NOÇÕES PRELIMINARES:

Cinemática e a parte da mecânica (Ramo da Física) que estuda descreve os movimentos independentes de sua causas.

 Principais conceitos usados na Cinemática

Ponto Material: Um corpo e considerado ponto material quando suas dimensões são desprezíveis em relação ao deslocamento do mesmo. Por exemplo: Um automóvel percorreu uma distancia de 300 km em 3 horas, determine a velocidade media deste automóvel. Para este calculo não se necessita das dimensões do automóvel logo este e considerado um ponto material.

Com base nessa explanação resumida do que trata a Mecânica, vamos agora, iniciar o nosso estudo sobre a Cinemática escalar.  

Nessa primeira parte da nossa aula vamos estuda o que é um ponto material e o que é um corpo extenso.  

Observe as figuras abaixo:

O conceito de ponto material ou corpo extenso é relativo, pois um elefante será um corpo extenso em relação a uma formiga e um  ponto material em relação ao planeta Terra.

Como assim??

1 – Ponto material!! Um mesmo corpo pode ser considerado grande ou pequeno. E é por isso mesmo que ele pode ser considerado um ponto material ou não . 

Ao observar um corpo o que se deve levar em conta são as suas dimensões em comparação com as outras dimensões que participam do fenômeno estudado.

Tomemos como objeto de análise um automóvel!! 

Ao realizando manobras para sair ou entrar em um estacionamento. Observamos que suas dimensões não são desprezíveis. Observe a figura abaixo, veja que ao realizar manobras dentro de um espaço reservado para estacionar automóveis ou em uma garagem, ele não pode ser encarado como um ponto material, porque nesse movimento devemos levar em conta o seu comprimento, largura e a altura para que não haja colisão.
 

Então para ser um ponto material as dimensões do automóvel devem ser desprezíveis quando comparada com as outras dimensões que participam do fenômeno estudado. Nesse caso, o tamanho do espaço para estacionar o carro!!!

Então nessa situação ele não é considerado um ponto material, porque suas dimensões não são desprezíveis. 

E quando é que um automóvel pode ser considerada um ponto material???????

 Veja a figura abaixo:

Nesse caso, o automóvel é considerado um ponto material!!

Por que?

Ao desloca-se ao longo de uma rodovia, em um percurso de 20 km entre duas cidades A e B, como ilustra a figura acima, ele pode ser considerado um ponto material, porque seus 4 m de comprimento tornam-se desprezíveis se comparados aos 20 000 m de percurso.suas dimensões são desprezíveis e o automóvel é considerado um ponto material. 

É só isso!!.

Bizú....
No enunciado de temas e questões de física é comum a expressão ponto material: “... o ponto material se desloca com v = 2 m/s...”. Qual o significado dessa expressão? Qual a sua utilidade? Galera! A ideia de ponto material em Física é a de um corpo cujas dimensões possam ser desprezadas em relação a outras dimensões envolvidas no fenômeno que se esteja examinando.

Na aula de hoje vimos que um mesmo corpo pode ser considerado grande ou pequeno.  O exemplo usado foi o de um do veículo que realiza dois tipos de deslocamento. O 1° em um estacionamento e o 2° em uma rodovia. Vimos no primeiro deslocamento comparadas as dimensões do veículo com as do estacionamento, poderemos tratar o veículo como algo muito grande. Mas no segundo deslocamento se comparadas as dimensões do veículo com as da rodovia, poderemos tratar o veículo como algo muito pequeno. 

CONCLUINDO:
Toda vez em que um corpo em suas dimensões for considerado pequeno  ao ser comparadas com outras dimensões envolvidas num mesmo fenômeno estudado. O corpo será considerado um ponto material. 



Observe a figura abaixo:

Como foi considerado pequeno a dimensão do carro em relação a rodovia ele é considerado um ponto material. Como não foi considerada pequena a dimensão do carro em relação a vaga do espaço do estacionamento ele não é considerado um ponto material.

Vejamos outro exemplo:
Considere um trem com 20 vagões, totalizando comprimento total de 300 m, onde se deseja determinar o tempo de percurso em dois casos diferentes:

- o trem percorre a distância de 300 km entre duas cidades;

- o trem atravessa uma ponte de 200 m de comprimento.

É fácil observar que o comprimento do trem é desprezível ao percorrer a distância entre as duas cidades, constituindo-se um ponto material. Já no caso de atravessar a ponte, seu comprimento é muito importante, pois a travessia da ponte consiste no momento que a locomotiva entra na ponte até o momento do último vagão sair da ponte. Neste caso o trem é considerado corpo extenso.

2 – Corpo extenso:  
É aquele cujas dimensões devem ser levadas em consideração em dado fenômeno

Exemplos:

- um carro no estacionamento

- um navio no cais porto – onde o navio fica ancorado (parado - estacionado) 

Diferenciando ponto material de corpo extenso. 

A Cinemática não estuda as causas dos movimentos, servindo então para ela qualquer referencial. Observe o SOL como Referencial, em seguida observe a TERRA como referencial.

Assim, se o referencial for o Sol, a Terra gira ao seu redor. Ela é ponto material, pois o SOL, o sistema solar é bem maior (infinitamente que  TERRA), e se o referencial for a Terra, o Sol gira ao seu redor, mas na verdade é apenas a TERRA que gira em torno do seu eixo, nesse caso ela é CORPO EXTENSO.

 

Pergunta: O planeta Júpiter é um ponto material?

Resposta:

Depende do movimento estudado. Se quisermos analisar o movimento do planeta em torno do Sol, ele pode ser associado a um ponto. Entretanto, se formos estudar o seu movimento de rotação, ele não pode ser associado a um ponto.

 

EXERCÍCIOS PROPOSTOS:

01ª Questão: Um corpo pode, ao mesmo tempo, ser um ponto material ou um corpo extenso, justifique sua resposta citando um exemplo:

02ª Questão: Suponha que um automóvel M esteja em movimento em uma rodovia onde percorre uma distancia de 300 km para se deslocar entre a cidade A para B em um intervalo de tempo de 3 horas. Ao chegar ao seu destino final, o seu condutor, manobra e estacionar o veículo em uma garagem.

Com base nos seus conhecimentos sobre o conteúdo estudado, responda:

a) Ao percorrer a distância entre as duas cidades, o automóvel é constituído  um ponto material ou um corpo extenso? Justifique a sua resposta?

b) Para classificar um corpo em Ponto material ou em Corpo extenso, o que devemos levar em consideração no momento de classificar? Justifique a sua resposta?

EXERCÍCIOS DOMICILIAR:

01ª Questão: A respeito do conceito de ponto material, assinale a opção correta:

a) Ponto material e um corpo de massa desprezível.

b) Quando calculamos o tempo gasto por um trem para atravessar um túnel, o trem e considerado um ponto material.

c) Uma pulga e um ponto material e um elefante e um corpo extenso.

d) Um corpo e considerado um ponto material quando seu tamanho não e relevante no equacionamento de seu movimento.

02ª Questão: A respeito do conceito de ponto material, é correto afirmar que:

a) uma formiga é certamente, um ponto material.

b) Um elefante não é, certamente, um ponto material.

c) um carro manobrando numa garagem é um ponto material.

d) um carro numa estrada, fazendo uma viagem, pode ser considerado um ponto material.

e) A Terra é um ponto material em seu movimento de rotação.