REFERENCIAL
O corpo em relação ao qual analisamos se um móvel está em repouso ou em movimento recebe o nome de referencial.
O referencial pode ser qualquer corpo: um carro, uma
casa, o solo, o planeta Terra, a Lua, o Sol, entre outros.
Dizemos que um corpo está em movimento em relação a determinado referencial quando sua posição em relação a esse referencial varia com o passar do tempo. Dizemos que um corpo está em repouso em relação a determinado referencial quando sua posição em relação a esse referencial não varia com o passar do tempo.
Imagine que você está sentado em uma poltrona dentro de um ônibus que trafega por uma rua. Em relação a um poste da rua (referencial A), você estará em movimento. Entretanto, em relação ao motorista do ônibus (referencial B), você estará em repouso.
O estado de repouso ou de movimento do passageiro depende do referencial adotado.
Note que a forma da trajetória de um móvel durante seu movimento também depende do referencial adotado. Ao ser abandonado de um avião que voa horizontalmente, um corpo cai ao mesmo tempo que avança também horizontalmente. Para um referencial fixo no chão, a trajetória do corpo será curvilínea; para o piloto do avião, a trajetória será uma linha reta vertical.
A forma da trajetória de um móvel depende do referencial adotado.
Galileu percebeu que para descrevermos o movimento dos corpos quantitativamente é preciso adotar um referencial e, além disso, é preciso que o observador disponha de um relógio para medir o tempo.
A
relatividade galileana foi o termo usado por Einstein para tratar da descrição de
movimentos em relação a um referencial inercial, ou seja, um referencial em
repouso ou em movimento retilíneo uniforme em relação a outro referencial.
Ao
estudar um movimento em dois referenciais distintos, este mesmo movimento
poderá ser diferente, basta que um dos referenciais esteja se movendo em
relação ao outro. Assim, parte do trabalho do Galileu foi estudar um mesmo
movimento para dois referenciais distintos.
A
fórmula expressa a velocidade relativa entre dois referenciais inerciais. Onde
Vs é a velocidade medida no referencial S, Vs’ é a velocidade medida no
referencial S’ e V a velocidade do referencial S’ medida em S.
EXEMPLO:
Um homem rema um
barco com velocidade de 5,00 km/h na ausência de correnteza. Quanto tempo ele
gasta para remar 3,00 km rio abaixo e voltar ao ponto de partida num dia em que
a velocidade da correnteza é de 1,0 km/h?
a) 1,25 h b) 1,20 h c) 1,15 h d) 1,10 h e) 1,00 h
Resposta: Temos dois referenciais inerciais. O primeiro são as margens do rio e que chamaremos de S. O segundo é o rio que chamaremos de S’, cuja velocidade das águas medida nas margens é V (1,0 km/h). E dentro do rio temos um barco com velocidade VS’(5km/h). A velocidade do barco medida em relação às margens é VS. A partir disto podemos calcular o tempo que o barco leva para ir e para voltar.
Caso 1: Barco e correnteza no mesmo sentido:
Assim o barco leva 30 minutos (0,5h) para descer o rio.
Caso 2: Barco e
correnteza em sentido oposto:
O sinal negativo
informa que o barco move-se em sentido oposto da orientação, assim o seu
deslocamento é – 3km e tempo que ele leva para percorrê-lo é de 45 min (0,75
h), assim ele leva 1h15min (1,25h) para ir e voltar. Letra a.
Exercício
I - Um barco pode viajar a uma velocidade de 11 km/h em um lago em que a água está parada. Em um rio, o barco pode manter a mesma velocidade com relação à água. Se esse barco viaja no Rio São Francisco, cuja velocidade da água, em relação à margem, assume-se 3km/h, qual é sua velocidade aproximada em relação a uma árvore plantada na beira do rio quando seu movimento é no sentido da correnteza e contra a correnteza, respectivamente?
a) 14 km/h e 8 km/h.
b) 10,2 m/s e 11,8 m/s.
c) 14 km/h e 18 km/h.
d) 11,8 m/s e 10,2 m/s.
e) 14 km/h e 8,5m/s.
II - Assista ao seguinte vídeo e responda as questões de 1 a 4.
a) Ficar parada
b) Andar rápido
c) Andar com velocidade maior que a da esteira
d) Andar com velocidade igual da esteira
2 - Imagine que a esteira do
vídeo tenha uma velocidade de 3 m/s e que seu comprimento total seja de 30
metros. Determine quanto tempo, em segundos, que a senhora levaria para
atravessar por completo a esteira caso caminhe com velocidade de 3,5 m/s.
a) 45s b) 50s
c) 60s d) 90s
e) 2min
3 - Observe na imagem abaixo
o homem que passa na esteira ao lado da senhora, ele parece estar andando bem
mais rápido. Considere que a esteira em que ele está tenha também 30 m de
comprimento e sua velocidade também de 3 m/s, no sentido contrário da outra. Se
o homem estivesse andando com velocidade de 2 m/s, quanto tempo, em segundo,
levaria para atravessar completamente a esteira?
a) 3s b) 6s
c) 10s d)
15s
e) 30s
4 - O homem mesmo tendo velocidade menor que a senhora consegue
atravessar a esteira bem mais rápido que ela e isso se deve por quê...
a) Sua velocidade em relação a esteira é menor, mas
sua velocidade em relação ao solo é maior
b) O que faz diferença é a velocidade da esteira
c) As bolsas da senhora atrapalham ela a andar
d) São referenciais destintos e por isso não podem
ser analisados simultaneamente.
e) Ele apresenta o triplo de velocidade em relação
a mulher.
DICA DE VÍDEO PARA ESTUDO:
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