Movimento Uniforme (MU)
O movimento uniforme é caracterizado quando o corpo mantém velocidade escalar constante durante seu movimento, ou seja, a aceleração escalar é constante e igual a zero. A propagação do som no ar ou da luz no vácuo são exemplos de movimentos uniformes.
De outro modo, um móvel em movimento uniforme percorre distâncias iguais em tempos iguais, então, sua velocidade escalar é constante e diferente de zero.
Assim, como estamos tratando da velocidade escalar, não importa a trajetória que o móvel percorre, podendo ser uma trajetória retilínea ou curvilínea.
Velocidade Escalar Média
Do conceito básico do movimento Uniforme, vimos que o móvel, em MU, percorre espaços iguais em tempos iguais. Assim, podemos definir a velocidade escalar média \(v_m\) como sendo a divisão entre o espaço pecorrido, \( S \) e o intervalo de tempo \( \Delta t \). Matematicamente, vamos ter isso aqui:
\( v_m = \frac{ S }{ \Delta t } \)
No Sistema Internacional de Unidades, Velocidade média ( \(v_m\) ) é medida em metros por segundo (m/s), o espaço percorrido ( \( S \) ) é medido em metros (\(m\)) e o intervalo de tempo ( \( \Delta t \) ) é medido em segundos (\(s\)). Tranquilo até aqui?
Representação Gráfica da Velocidade no MU
Como já vimos, a velocidade no Movimento Uniforme não se altera com o passar do tempo. Então, podemos ter duas situações de gráficos para a velocidade no MU.
Na primeira delas, vamos considerar o movimento progressivo. Como você deve se lembrar bem, no movimento progressivo o móvel está indo para valores cada vez maiores da posição. Isso quer dizer que a velocidade, nesse caso, é positiva.
Ou seja, levando para o estudo de funções e gráficos lá da matemática, o gráfico da velocidade deve ser mostrado acima do “eixo x”, que, no caso, é o eixo dos tempos. Observe a figura abaixo.
Por outro lado, se o móvel estiver se movimentando contra a orientação da trajetória, ou seja, movimento retrógrado, então o gráfico da velocidade deverá estar abaixo do eixo dos tempos. Pois, nesse caso a velocidade é negativa.
Função Horária da Posição no MU
Para chegarmos na função horária da posição no MU, vamos considerar que estamos analisando o movimento, em linha reta, de um móvel. Dessa forma, o espaço percorrido será igual a posição final menos a posição inicial. Ou seja, o espaço percorrido será igual a variação da posição \(\Delta S\). Então, definindo isso, podemos partir para a função.
Primeiramente, no movimento uniforme a velocidade do móvel é a mesma em cada instante que analisarmos o movimento, isso quer dizer, também, que a velocidade em cada instante, ou seja, a velocidade instantânea, vai ser igual a velocidade média do móvel.
Se \( v_m = \frac{ \Delta S}{ \Delta t}\). Então, \(v_{inst} = \frac{ \Delta S}{ \Delta t} \).
Beleza? Bom, sabemos que o \( \Delta \) representa variação, ou seja, na fórmula acima temos variação da posição, que nesse caso é o espaço efetivamente percorrido, e variação do tempo.
Então, fazemos \( \Delta S = S – S_0\), onde \(S\) é a posição final e \(S_0\) a posição inicial, e \( \Delta t = t – t_0\), da mesma forma, \(t_0\) é o inicio do movimento, ou seja, \(t_0 = 0s\), então, vai ficar apenas o tempo final \(t\). Daí podemos substituir na fórmula da velocidade média que vimos acima, ficando com:
Agora vamos isolar o \(S\), ou seja, vamos deixá-lo sozinho em um dos lados da função. Começamos multiplicando os dois lados da função por \( t \), ficando com:
Agora, basta somar os dois lados por \(S_0\), o que resulta em:
Ah, não vai se confundir, acima eu troquei os membros das função de lado, para ficar mais “bonitinho”. O que tava na direita \( S – S_0 \) foi para a esquerda e o que tava na esquerda \( v.t \) foi para a direita.
Bom, estamos finalizando por aqui essa aula. Espero que você tenha entendido de onde vem a função hoária da posição no Movimento Uniforme, e além disso, tenha conseguido entender o conceito básico do MU. Espero você na nossa próxima aula.
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