Exercícios sobre movimento uniforme em Física

Movimento Uniforme

O movimento é dito uniforme quando o módulo da velocidade escalar do móvel ou objeto é constante em qualquer instante, ou seja, no movimento uniforme, o móvel percorre distâncias iguais e intervalos de tempos iguais. Consequentemente, a velocidade média de uma partícula, num intervalo de tempo qualquer, coincide com a Equação Horária da Posição do MU. 

V_m = Δs / Δt

V_m = v = constante

v = s - s₀ / t - t₀, considerando t₀ = 0

s = s₀ + vt

Onde:

• s: Posição do móvel no instante t
• s₀: Posição inicial do móvel (t_o = 0)
• v:  Velocidade do móvel

Pelo Sistema Internacional (SI):

• s = metros (m)
• t = segundos (s)
• Logo, v = metros por segundo (m/s)

Importante:

Gráficos do Movimento Uniforme

Com so valores de s e t, é possível construir o gráfico posição x tempo do movimento e o correspondente gráfico velocidade x tempo.

Exemplo: Um móvel se desloca com velocidade constante, de acordo com a figura a seguir:

Figura 1: Móvel percorrendo no sentido positivo da trajetória e o gráfico representado.

Com esses dados, podemos concluir o gráfico S x t do movimento:

Observe também que o móvel sofreu deslocamentos escalares iguais a 5 m em entervalos de tempos iguais a 1 s. Portanto, podemos encontrar o valor da velocidade:

s = s₀ + vt

10 = 5 + v . 1

v =  10 - 51 = 5m/s

Com essas informações, é possível escrevermos a equação horária que representa esse exemplo:

Analisando o movimento a partir do gráfico s x t:

O deslocamento aumenta com o decorrer do tempo. O deslocamento diminui com o decorrer do tempo.

E para o gráfico de v x t:

Com esse gráfico, podemos concluir que, no Movimento Uniforme, a velocidade é representada por uma reta paralela ao eixo dos tempos. Observe também que, podemos calcular o quanto que o móvel percorreu nesse intervalo de tempo t = 4 s, substituindo pela equação horária descrita anteriormente:

∆S = v . t

∆S = 5 . 4

∆S = 20m

Outro ponto importante quanto ao gráfico v x t, a área “hachurada” representa o valor numérico do deslocamento escalar sofrido pelo móvel, no intervalo de tempo considerado.

Melhor entendimento dos Gráficos:

Para que consiga ter melhor compreensão dos gráficos s x t e v x t do movimento uniforme (MU), entenderemos em cada caso a seguir:

1º caso: O móvel se desloca no sentido da trajetória, com velocidade escalar constante. 

2º caso: O móvel se deslolca no sentido negativo da trajetória, com velocidade constante.

Obs: Se no gráfico s x t, a reta referente ao deslocamento for paralela à reta referente ao tempo, ou seja, o delsocamento não variar com o tempo, isso significa que o móvel está em repouso.

Concluindo

No movimento retilíneo uniforme, o gráfico s x t é uma reta inclinada, cuja inclinação representa a velocidade escalar do móvel, e o gráfico v x t, é uma reta paralela ao eixo dos tempos.

Resumo:

No cotidiano:

Assim como o conceito de velocidade média, a velocidade escalar media instantânea é aplicada em diversos casos, afinal quando queremos uma maior precisão ao descrever o movimento de um móvel a função velocidade instantânea é muito mais reveladora. Um dos casos mais clássicos, de muito interesse, pois é aplicado em diversas situações, é aquele em que a velocidade é constante, ou seja, o Movimento Uniforme. A velocidade pode ser considerada constante em inúmeras situações, tal como a esteira de produção nas indústrias, um carro que viaja numa estrada por um longo período de tempo sem mudar sua velocidade etc.