5K: Até onde eu viajei?
No último dia de Ação de Graças, decidi correr meus primeiros 5 km. Não vou me envergonhar contando minha hora exata, mas consegui terminar a corrida com sucesso. Se você perguntasse aos outros pilotos o quanto eu viajei, todos eles diriam 5 quilômetros. Se você perguntasse a um grupo de físicos quanto eu viajei, todos eles poderiam dizer 0 quilômetros - que eu não mudei de posição. Você pode ficar surpreso ao saber que ambas as respostas estão corretas. Mas como pode ser isso? Tudo depende da diferença sutil, mas muito importante, entre distância e deslocamento.
Distância versus deslocamento
Vamos começar definindo esses dois termos, começando pelo mais fácil dos dois.
Distância é quanto solo é coberto por um objeto, independentemente de sua posição inicial ou final. Não há componente direcional para uma medição de distância, tornando-a uma quantidade escalar. Então, durante meus 5 km, corri 5 quilômetros no total. Não importa onde estava a linha de partida ou de chegada ou em que direção eu estava correndo. Só importa que, se você traçar e medir meu caminho, eu tenha percorrido uma distância de 5 km de solo. Então, quando perguntamos aos outros corredores o quanto eu havia percorrido, todos responderam corretamente com uma medida de distância de 5 quilômetros.
Vamos dar uma olhada em nosso outro termo: deslocamento , que é a mudança de posição de um objeto considerando sua posição inicial e sua posição final. Uma medição de deslocamento não leva em consideração a rota que o objeto percorreu para mudar de posição, apenas onde começou e onde terminou. É mais fácil imaginar o deslocamento localizando onde o objeto começou e desenhando uma seta reta deste ponto até o ponto onde o objeto parou de se mover. Lembre-se, em física, essa seta é chamada de vetor. Seu comprimento corresponde à magnitude ou tamanho do movimento, e a seta aponta na direção da viagem. Isso torna o deslocamento uma grandeza vetorial, pois incorpora movimento, magnitude e direção.
Na abreviatura da física, o deslocamento é escrito como Δs . 'Delta' é uma letra grega em forma de triângulo e é usada para representar 'mudança em'. O 's' significa localização espacial. Portanto, Δs representa uma mudança na localização espacial. Você deve se sentir confortável ao usar essa abreviatura para o caso de ver perguntas pedindo para você resolver os Δs que na verdade não pedem deslocamento pelo nome.
Calculando o deslocamento
Agora, antes de olharmos para meu deslocamento durante meus 5 km, quero tentar ilustrar o conceito de deslocamento. Se eu andar 3 metros para oeste, virar e caminhar 4 metros para o norte, você pode calcular facilmente a distância percorrida: 3 m + 4 m = 7 metros. Por se tratar de uma distância, não há necessidade de se preocupar com a direção da viagem. Agora, vamos determinar meu deslocamento. Posso desenhar uma seta que começa onde comecei a andar e se estende até o ponto onde parei de andar. Deve ter a seguinte aparência, formando um triângulo retângulo. Para determinar meu deslocamento, tudo que preciso fazer é determinar quanto tempo a flecha está usando os comprimentos dos lados e o teorema de Pitágoras.
a ^ 2 + b ^ 2 = c ^ 2
Como c ^ 2 é o seu deslocamento ao quadrado, ele deve ser escrito como ( Δs ) ^ 2.
Δs = √ {(3 * 3) + (4 * 4)}
Δs = √ (9 + 16)
Δs = 5 metros a noroeste
Fazer as contas resulta em um valor de 5 metros. Mas este não é o deslocamento. Lembre-se de que também precisamos de uma orientação. Neste caso, acabei a noroeste de onde comecei, então meu deslocamento é de 5 metros a noroeste. Observe que eu viajei uma distância total de 7 m, mas tive um deslocamento de apenas 5 metros a noroeste.
Agora, de volta aos meus 5K. Você já deve ser capaz de descobrir o que está acontecendo aqui. Como posso percorrer uma distância de 5 km, mas tenho um deslocamento de 0? O truque aqui é que o percurso da corrida era um grande círculo; a linha de partida e a linha de chegada estavam no mesmo lugar. Portanto, se traçarmos a rota da corrida e rastrearmos meu progresso ao redor do círculo, você pode ver que corri 5 quilômetros ao redor da rota da corrida. Mas tente desenhar um vetor conectando diretamente minha posição inicial e minha posição final, sem levar em conta minha rota. Você só tem um ponto, então não pode desenhar um vetor. Então, meu deslocamento foi 0.
Resumo da lição
Vamos revisar rapidamente a distância e o deslocamento.
Distância é quanto solo é coberto por um objeto, independentemente de sua posição inicial ou final. Para determinar a distância percorrida, você deve medir o comprimento de todo o caminho percorrido pelo objeto. Se você correr 5 km em um curso circular, a distância percorrida será de 5 quilômetros, independentemente de onde você começou e terminou. A distância é uma quantidade escalar.
O deslocamento é a mudança de posição de um objeto, medindo apenas da posição inicial até a posição final. O deslocamento leva em consideração apenas a mudança de posição do início ao fim, não o caminho exato que você percorreu para chegar lá. Para calcular o deslocamento, simplesmente desenhe um vetor do ponto de partida até a posição final e resolva o comprimento dessa linha. Se sua posição inicial e final forem iguais, como sua rota circular de 5K, então seu deslocamento é 0. Em física, o deslocamento é representado por Δs .
Resultados de Aprendizagem
Ao completar esta lição, você pode fortalecer sua capacidade de:
- Compare distância e deslocamento, e diferencie entre os dois
- Lembre-se do significado de Δs
- Calcular deslocamento