Grandeza que calcula a rapidez do deslocamento de um corpo em um espaço de tempo
Habilidades: Identificar movimentos que se realizam no dia a dia e as grandezas relevantes que os caracterizam / Fazer estimativas, realizar ou interpretar medidas e escolher procedimentos para caracterizar deslocamentos, tempos de percurso e variações de velocidade em situações reais / Identificar diferentes formas de representar movimentos, como trajetórias, gráficos, funções etc.
SAEB Matemática: D6 – Identificar a localização de pontos no plano cartesiano. / D14 – Identificar a localização de números reais na reta numérica / D20 – Analisar crescimento/decrescimento, zeros de funções reais apresentadas em gráficos
A velocidade média é a divisão entre o caminho percorrido e o intervalo de tempo necessário para percorrer o caminho. Parte da grandeza física que que identifica o deslocamento de um corpo em um determinado espaço de tempo, ela também é conhecida como velocidade escalar média.
Considerada a grandeza responsável por medir o quão rápido um objeto se desloca, a velocidade média é conceito usado pela cinemática para determinar a divisão entre o caminho percorrido e o intervalo de tempo necessário para percorrê-lo.
Trata-se de um dos conceitos de cinemática, o ramo de estudo mecânica que analisa os movimentos dos corpos. Por isso, para compreender a velocidade média, é necessário entender alguns conceitos ligados à cinemática.
O velocímetro é usado para indicar a velocidade de um veículo. (Foto: Pixabay)
Alguns conceitos de cinemática
Entender a velocidade média implica compreender alguns conceitos de cinemática como: posição, trajetória e deslocamento.
Posição: lugar onde o corpo se encontra em um determinado instante de tempo. Isso significa que o corpo fica completamente descrito indicando sua posição em todos os instantes de tempo.
Deslocamento: é a variação na posição de um objeto. Trata-se do espaço que existe em um intervalo de tempo definido, entre a posição inicial do corpo e sua posição final.
Trajetória: é a sequência de posições de um corpo durante o movimento no decorrer do tempo. Por isso um corpo em movimento define sua trajetória com o passar do tempo.
Velocidade
Velocidade é a grandeza vetorial que possui módulo, direção e sentido. Diretamente ligada à variação da posição, relaciona a distância percorrida por um corpo em um determinado intervalo temporal.
O estudo da velocidade pode ser dividido em velocidade média e velocidade instantânea. A velocidade instantânea identifica a velocidade de um corpo em um momento específico, enquanto a velocidade média é o resultado da razão entre o espaço percorrido e o tempo gasto.
Embora seja uma grandeza vetorial, quando se refere a problemas simples, onde há deslocamento apenas em movimento unidimensional, a velocidade pode ser tratada como um grandeza escalar, ou seja, que possui apenas valor numérico. No entanto, vale salientar que velocidade escalar e velocidade vetorial possuem conceitos distintos.
A velocidade vetorial é uma grandeza vetorial que mede o deslocamento (ou alteração na posição, Δs) sobre a alteração no tempo (Δt) representado pela equação
v = Δs/Δt.
A principal diferença entre elas é que a velocidade escalar não possui direção. Isso significa que se trata somente de uma medida escalar.
Por isso, quando se fala apenas em velocidade a referência é a escalar ou magnitude da velocidade vetorial e, não necessariamente, a velocidade vetorial. A velocidade escalar é uma grandeza escalar que mede a distância percorrida (d) sobre a alteração no tempo (Δt) representada pela equação
v = d/Δt.
Calculando a velocidade média
Para calcular a velocidade média que se conhece a variação do espaço percorrido, é preciso dividi-la pelo intervalo de tempo em que o movimento ocorreu. Esse intervalo de tempo é a diferença entre o instante inicial e o instante final.
A velocidade média de um corpo pode ser definida matematicamente pela equação a seguir:
Fórmula da velocidade média.
Onde:
Vm: Velocidade Média
∆s: Intervalo do deslocamento posição final – posição inicial
∆t: Intervalo de tempo final – tempo inicial
Já para casos em que não se tenha conhecimento sobre o tempo ou o espaço, é possível descobri-los utilizando a fórmula a seguir:
Fórmula para encontrar o valor do tempo e do espaço.
Conversão da velocidade média (m/s para km/h)
A unidade de medida da velocidade adotada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI) é dada em metros por segundo (m/s). Contudo, para escalas maiores, utiliza-se também quilômetros por hora (km/h). Nesse caso, importante destacar que é necessário converter m/s em km/h.
A conversão pode ser feita por meio do seguinte cálculo.
Esquema de conversão. (Foto: Educa Mais Brasil)
Na conversão de m/s para km/h é preciso multiplicar o valor por 3,6, já para transformar de km/h em m/s divide-se o valor por 3,6. O cálculo ocorre porque 1 km são 1000 metros e 1 hora corresponde a 3600 segundos.
Velocidade média e movimento
A velocidade média ocorre de maneira diferente e pode variar a depender do tipo de movimento.
Movimento uniforme (MU): no MU o corpo se desloca mantendo a velocidade média constante igual a velocidade instantânea, portanto, não há aceleração. Movimento retilíneo uniforme (MRU): no MRU, além da velocidade constante, o corpo em movimento encontra-se em linha reta em relação ao referencial.
Movimento uniformemente variado (MUV): no MUV o corpo se movimenta com velocidades diferentes, variando de maneira uniforme, de modo que a velocidade média é diferente da velocidade instantânea.
Postado por Fabiana Dias em 11/06/2019
