Movimento uniforme – Posição e deslocamento, Velocidade Média

Movimento uniforme é o estudo do movimento de pontos materiais em trajetórias retilíneas, ou seja, esse tipo de movimento ocorre em linhas retas. Ele possui velocidade constante, portanto, não temos aqui aceleração.

Movimentos em trajetórias retilíneas são muito raros. As grandes retas de algumas estradas raramente são trajetos retilíneos, pois há descidas, subidas, curvas etc. Porém, a física se interessa pelo estudo de todos os movimentos, até mesmo os mais complexos e que praticamente não existem. Conheça, a seguir, um pouco mais sobre esse movimento. Só aqui, no Gestão Educacional.

Posição e deslocamento

Utilizamos nesse tipo de movimento apenas um eixo, que tem uma origem que pode ou não ser o ponto inicial de partida.

Vamos imaginar que um ponto se movimenta nesse eixo. Iniciamos a cronometragem desse movimento no instante t₀, em que a posição ocupada pelo móvel é sua posição inicial, representada por x₀. Passado um tempo, o móvel irá ocupar sua posição final, chamada de x. O tempo final é chamado de t.Ou seja, no instante t_o, ele parte do ponto x_o, e no instante t, ele chega ao ponto x.

A distância percorrida pelo móvel desde seu ponto inicial até o ponto final é chamada de deslocamento. Esse descolamento é calculado pela variação da distância percorrida, da seguinte maneira:Para percorrer essa distância, o móvel levou algum tempo. O intervalo de tempo que ele utilizou é calculado pela variação do tempo, que pode ser obtida da seguinte maneira:A unidade do deslocamento é a mesma unidade de posição ou comprimento no SI: o metro (m). Esse deslocamento, às vezes, também é dado em quilômetros, quando temos que uma distância percorrida é muito grande.

Já quanto à unidade de medida do tempo, usamos também a unidade do SI, que são os segundos. Porém, em variações de tempo muito grandes, podemos utilizar as horas como unidade de medida.

Exercício

1) No eixo de coordenadas, abaixo, estão representadas pelas letras A, B e C as posições, em metros, de um ponto material em movimento.

Determine o deslocamento desse ponto material entre as posições A e B, A e C e, por fim, B e C.RESPOSTA:

Vamos calcular o deslocamento utilizando a expressão: Δx = x –  xo

• Entre A e B: Δx_AB = xb – xa = 5 – 2 = 12 m
• Entre A e C: Δx_AC = -4 – 2 = -6 m
• Entre B e C: Δx_BC = -4 –5 = -9 m

Velocidade Média

A velocidade média de um ponto escalar é a razão entre o descolamento Δx de um móvel e o intervalo de tempo Δt que ele levou para percorrer esse deslocamento.Podemos ainda usar Δs para escrever a variação da distância. Fica a seu critério usar Δs ou Δx, pois ambos são usados para representar a mesma coisa: a variação da distância – Δs = s – so = Δx = x – xo

Substituindo na fórmula Δx por x – x_o e Δt por t – t_o, teremos:As unidades de velocidade média podem ser dadas por m/s (metros por segundo) ou km/h (quilômetros por hora), sendo a primeira a unidade aceita pelo SI.

Você provavelmente já viu esse conceito em seu dia a dia, pois os carros andam em velocidades dadas em quilômetros por hora, que aparecem em seu painel de direção. Essa velocidade é chamada, nesse caso, de velocidade instantânea.

Exercício

2) O movimento retilíneo de um móvel é descrito pela tabela abaixo, em que a linha t representa os instantes em segundos e a linha x representa as posições ocupadas em metros pelos móveis nesses instantes:Determine a distância e a velocidade média desse móvel nos intervalos de tempo:

a) de 0 a 2,0 s;

b) de 2 a 4,0 s

RESPOSTA:

Usando a expressão Δx = x – xo e também a expressão usada para calcular velocidade média, dada por: Vm = Δx/ Δt, faremos:

A) Δx = x – xo

Δx = 30 – 10 = 20 m

Vm = 20m/2s = 10m/s

B) Δx = x – xo

Δx = 40 – 30 = 10 m

Vm = (40-30) m / (4,0 – 2,0) s = 10m/s

Gráfico do Movimento Uniforme

Um movimento uniforme pode ser descrito por um gráfico da:

• Posição em relação ao tempo;
• Velocidade em relação ao tempo;
• Velocidade em relação à posição.

Abaixo, vejamos um exemplo que mostra em um gráfico a posição em relação ao tempo de um móvel.Nesse tipo de gráfico, podemos ter retas ascendentes, que mostram movimentos progressivos, sendo que o móvel que estamos estudando está se afastando do ponto em que adotamos como referencial.Além disso, temos também movimentos regressivos, em que o móvel está se aproximando do seu referencial, caso contrário ao anterior.