Biología

O que é posição na física? – Definição e exemplos

O que é posição?

Onde você está agora? De quantas maneiras você pode responder a essa pergunta? Talvez você tenha dito: 'Estou na frente do meu computador'. Ou talvez você tenha dito: 'Estou em casa'. Se você quiser ser mais preciso, pode até fornecer suas coordenadas na superfície da Terra. Existem muitas maneiras de medir onde você está.

Posição é um lugar onde alguém ou algo está localizado ou foi colocado. Na física, a posição geralmente é um número em um eixo. Você pode ter um eixo x semelhante a este:


O eixo x está circulado.
eixo x circulado no gráfico


Ou um eixo y, como este:


O eixo y está circulado.
eixo y circulado no gráfico


Se você desenhou esses eixos no chão de uma sala e, em seguida, mudou-se para um lugar aleatório nessa sala, você teria uma posição nas direções xe y. Você pode estar em 6 metros positivos na direção xe negativos 3 metros na direção y. Essa é a sua posição.

Vetores e escalares

Quando se trata de posição, a direção é importante. Ao dizer que você está em 6 metros positivos na direção x, você está dizendo que está 3 metros à direita do eixo y. Esta é uma direção.

Um número onde a direção é importante é chamado de vetor . Um número em que a direção não importa é chamado de escalar . Por exemplo, a temperatura é um escalar. Porque nunca tem uma direção. A temperatura pode ser de 70 graus F, mas não está 70 graus F subindo. Pode ser 40 graus C, mas nunca 40 graus C indo para oeste. Não é assim que a temperatura funciona. A temperatura é um escalar.

A posição é um vetor porque a direção é importante. Mas a distância é escalar. Distância é o quanto você viajou. Por exemplo, se você correr pela sala com o eixo no chão, poderá correr muito, até percorrer um total de 50 metros. Mas sua posição não é 50 metros. Sua posição pode ser negativa de 3 metros no eixo xe positiva de 4 metros no eixo y, por exemplo. A direção em que você correu não fez diferença na sua distância - você ainda viajou 50 metros. Portanto, com a distância, a direção não importa. A distância é um escalar.

Gráficos posição-tempo

Quando sua posição muda com o tempo, você pode mostrar isso usando um gráfico de posição-tempo. Um gráfico de posição-tempo é semelhante a este, com posição no eixo ye tempo no eixo x:


Gráfico de posição-tempo
nulo


Se você não estiver se movendo, obterá uma linha plana, como esta:


Nenhum movimento
linha plana no gráfico de tempo de posição


Se você não estiver se movendo na origem, terá a seguinte aparência:


Nenhum movimento na origem
linha plana na origem do gráfico de tempo de posição

Mas se você não estiver se movendo em uma posição que não seja a origem, será semelhante a esta:


Nenhum movimento em uma posição diferente da origem
linha plana no gráfico de tempo de posição


Se você estiver se movendo a uma velocidade constante, obterá uma linha diagonal. Se você estiver se movendo em direção à origem, terá a seguinte aparência:


Movimento em direção à origem
linha diagonal no gráfico de tempo de posição


Se você estiver se afastando da origem, terá a seguinte aparência:


Movimento longe da origem
linha diagonal no gráfico de tempo de posição


Exemplo

Você precisa ser capaz de traçar um gráfico de tempo de posição a partir de alguns dados. Por exemplo, você pode obter alguns dados como este:


Dados para ciclista
gráfico de dados de exemplo


Esses dados mostram como um ciclista mudou de posição ao longo de um dia, indo para o trabalho e depois voltando para casa. Pause o vídeo e tente traçar um gráfico desses dados. Vou mostrar a solução em um momento.

Se ainda não o fez, pause o vídeo agora.

Ok, se você ainda está ouvindo o vídeo, você tentou traçar o gráfico. Agora vou mostrar como deveria ser. Seu gráfico deve ser assim:


Gráfico de posição-tempo para exemplo de ciclista
gráfico de tempo de posição final, por exemplo


O ciclista passou a trabalhar em velocidade constante, ficou na mesma posição por um tempo porque estava trabalhando e depois pedalou para casa. Você pode até perceber que ele pedalou para o trabalho mais rápido do que pedalou para casa. Talvez ele estivesse atrasado!

Resumo da lição

Posição é um lugar onde alguém ou algo está localizado ou foi colocado. Na física, a posição geralmente é um número em um eixo. Você pode ter um eixo x que se pareça com o da seção acima ou um eixo y, também na seção acima. Você pode estar em 6 metros positivos na direção xe negativos 3 metros na direção y. Essa é a sua posição.

Quando se trata de posição, a direção é importante. Ao dizer que você está 6 metros positivos na direção x, você está dizendo que está 6 metros à direita do eixo y. Esta é uma direção. Um número onde a direção é importante é chamado de vetor . Um número em que a direção não importa é chamado de escalar . A posição é um vetor, porque a direção é importante. Mas a distância é escalar. Distância é o quanto você viajou. Por exemplo, se você correr pela sala com os machados no chão, poderá correr muito, até percorrer um total de 50 metros. Mas sua posição não é 50 metros. A direção em que você correu não fez diferença na sua distância - você ainda viajou 50 metros. Portanto, com distância, a direção não importa. A distância é um escalar.

Quando sua posição muda com o tempo, você pode mostrar isso usando um gráfico de posição-tempo. Um gráfico de posição-tempo é semelhante ao da seção acima, com a posição no eixo ye o tempo no eixo x. Se você não estiver se movendo, obterá uma linha reta, como a mostrada acima. Se você estiver se movendo a uma velocidade constante, obterá uma linha diagonal.

Resultados de Aprendizagem

Após esta lição, você será capaz de:

  • Definir posição e distância
  • Diferencie entre vetor e escalar
  • Identificar a finalidade e interpretar os gráficos de posição-tempo
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