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Grandezas fundamentais: tempo, espaço, velocidade e aceleração

O metro é das grandezas fundamentais

Em Física, chamamos aquilo que pode ser medido como grandeza. E a partir de alguns padrões estabelecidos, um número mínimo de grandezas fundamentais.

Assim a medida do tempo é feita por meio da contagem de fenômenos periódicos. Por exemplo: o instante é a localização de uma ocorrência, de um momento no tempo.

Já o espaço refere-se a conhecermos a trajetória descrita por um móvel, segundo um referencial. Este ponto de referência é denominado de origem (O) e a posição do móvel, espaço (s).

Sistemas de referências

A posição e o movimento dos corpos no espaço podem ser descritos e representados por sistemas de referência que indicam espaço e tempo, que são grandezas fundamentais.

A partir daí traçam-se descrições de movimento de um corpo, que indicam em que instante de tempo se encontra o corpo em um ponto determinado do espaço.

Portanto a Física considera, para fins didáticos, a Terra como um sistema de referência em repouso para definir os movimentos absolutos. Mas, na verdade, como nem um só ponto do universo está em repouso, todos os movimentos são relativos.

Descrição do movimento

Resumindo, para caracterizar qualquer movimento é necessário conhecer sua posição inicial, a trajetória descrita, a distância percorrida e o tempo empregado no percurso.

Nesse sentido a distância entre dois pontos é medida em unidades de comprimento. A unidade de medida de comprimento no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o metro (m). Ele tem múltiplos e submúltiplos. Já a medida do tempo no SI é o segundo (s).

Logo a linha geométrica que um objeto percorre quando está em movimento se chama trajetória. O deslocamento é a linha reta que une o ponto inicial e o ponto final de um movimento. Entre duas posições dadas, só pode haver um deslocamento. Ainda que haja infinitas trajetórias pelo móvel.

Veja que a relação entre a posição de um móvel (representada pela letra s ou x) e o tempo transcorrido (representado pela letra t) para que ele atinja essa posição é chamada Lei do Movimento. A posição está diretamente relacionada ao tempo, ou seja, a posição é uma função do tempo. Confira:

S = s (t)

Velocidade

O deslocamento escalar de um corpo em movimento é relacionado com o tempo transcorrido para realizá-lo mediante uma grandeza física chamada velocidade. O resultado é obtido por meio de uma equação matemática

O móvel se encontra num ponto A no instante t¹, em um instante posterior, t², o móvel se encontra no ponto B. A razão entre o deslocamento e o tempo traduz-se com a expressão:

V = d / t

Por isso a velocidade é uma grandeza vetorial e, portanto, é representada por meio de um vetor. Os quatro elementos que caracterizam um vetor são:

  • ponto de aplicação (a posição do móvel);
  • direção (reta tangente à trajetória);
  • sentido (o mesmo do movimento);
  • módulo ou intensidade.

Aceleração

Os corpos em movimento podem alterar o valor da velocidade com que se deslocam, tanto para aumentá-la como para diminuí-la. Nesses casos, diz-se que esses corpos aceleram. A fórmula que representa essa relação, ou seja, a razão entre a variação da velocidade e o intervalo de tempo é:

A = v / t

Dessa forma a aceleração é medida em m/s / s no Sistema Internacional de Unidades (SI), ou seja, em unidades de velocidade divididas em unidades de tempo. A aceleração, como a velocidade, também é uma grandeza vetorial e portanto integra as grandezas fundamentais. 

Movimento retilíneo uniforme (MRU) e Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV)

Esses dois conteúdos caem com frequência no vestibular. Aqui descrevemos rapidamente a existência dos dois movimentos. Mas recomendamos que você aprofunde e pratique com exercícios esse estudo.

No MRU, o movimento mais simples, o corpo se move seguindo uma trajetória retilínea e mantendo constante a velocidade com que se desloca. Sua trajetória é uma linha reta e a velocidade é constante e diferente de zero.

Já no MRUV, a aceleração se mantém constante e a trajetória do movimento é uma linha reta. Da definição da aceleração pode-se obter a equação da velocidade de um corpo que se descola segundo um movimento uniformemente acelerado.

Dicas para o Enem

Existem diferentes ferramentas para se estudar os movimentos dos corpos. Uma das mais úteis é representá-los graficamente.

Outras questões de cinemática do Enem dizem respeito à função horária da velocidade, função horária do espaço, equação de Torricelli, queda livre e as equações do movimento circular.

Esse tema e muitos outros você encontra aqui no Guia do Ensino.

Confira e bons estudos!

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Escrito por Redator Especialista em Física

Redator especialista em Física no Guia do Ensino.

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