Cinemática e Dinâmica - Física Geral I Engenheiros Elétricos
Introdução
Cinemática e dinâmica são duas áreas da física que estudam o movimento. Cinemática estuda o movimento sem considerar as forças que causam o movimento. Dinâmica estuda o movimento considerando as forças que causam o movimento.
Cinemática
Cinemática é dividida em dois subcampos:
- Cinemática geral: Estuda o movimento de corpos sem considerar as forças que causam o movimento.
- Cinemática especial: Estuda o movimento de corpos sob a influência de forças específicas, como a gravidade ou a força centrípeta.
Cinemática Geral
A cinemática geral estuda o movimento de corpos sem considerar as forças que causam o movimento. Ela se concentra em descrever o movimento de corpos em termos de posição, velocidade e aceleração.
Posição: É a localização de um corpo no espaço.
- Velocidade: É a taxa de variação da posição de um corpo.
- Aceleração: É a taxa de variação da velocidade de um corpo.
Cinemática Especial
A cinemática especial estuda o movimento de corpos sob a influência de forças específicas, como a gravidade ou a força centrípeta.
Gravidade: A força gravitacional é uma força que atrai todos os corpos com massa.
- Força centrípeta: É a força que atua sobre um corpo em movimento circular, para mantê-lo em movimento circular.
Dinâmica
Dinâmica estuda o movimento considerando as forças que causam o movimento. Ela se concentra em descrever o movimento de corpos em termos das forças que atuam sobre eles.
Leis de Newton
As leis de Newton são as leis fundamentais da dinâmica. Elas descrevem a relação entre as forças que atuam sobre um corpo e o movimento desse corpo.
- Lei da inércia: Um corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, a menos que seja submetido a uma força resultante.
- Lei da força de ação e reação: Para cada ação há sempre uma reação igual e oposta.
- Lei da aceleração: A força resultante que atua sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração.
Exemplos de Cinemática e Dinâmica em Engenharia Elétrica
Cinemática e dinâmica são conceitos fundamentais da física que são aplicados em uma variedade de áreas da engenharia elétrica, incluindo:
- Projeto de máquinas: A cinemática e a dinâmica são usadas para projetar máquinas, como motores e engrenagens.
- Controle de sistemas: A cinemática e a dinâmica são usadas para projetar sistemas de controle, como controladores de temperatura e controladores de velocidade.
- Robótica: A cinemática e a dinâmica são usadas para projetar robôs, que precisam se mover de forma precisa e controlada.
Exemplos de Cinemática em Engenharia Elétrica
Aqui estão alguns exemplos de como a cinemática é usada em engenharia elétrica:
- Para determinar a posição de um motor em um sistema de controle.
- Para determinar a velocidade de um ventilador em um sistema de ventilação.
- Para determinar a aceleração de um carro em um sistema de segurança.
Exemplos de Dinâmica em Engenharia Elétrica
Aqui estão alguns exemplos de como a dinâmica é usada em engenharia elétrica:
- Para determinar a força necessária para mover um motor.
- Para determinar a força necessária para girar um ventilador.
- Para determinar a força necessária para parar um carro.
Conclusão
Cinemática e dinâmica são conceitos fundamentais da física que são aplicados em uma variedade de áreas da engenharia elétrica. Eles são essenciais para o projeto, análise e controle de sistemas elétricos.