Como determinar a função da velocidade escalar em relação ao tempo?

Movimento Uniformemente Variado (MUV) é aquele em que há variação de velocidade nos mesmos intervalos de tempo e com mesma intensidade. É o mesmo que dizer que a sua aceleração é constante e diferente de zero.

É a aceleração que determina a variação da velocidade. Assim, a média da aceleração é fundamental para que se obtenha o perfil do MUV. Seu cálculo é feito através da seguinte fórmula:

Onde,
a: aceleração
am: aceleração média
: variação da velocidade
: variação do tempo

Lembrando que a variação é calculada subtraindo um valor final do valor inicial, ou seja,

e

A partir daí, obtemos a seguinte fórmula, a qual resume a melhor forma de obter a velocidade decorrida em função do tempo:

Onde,
v: velocidade
vo: velocidade inicial
a: aceleração
t: tempo

Para saber a variação de um movimento precisamos que todas as posições estejam relacionadas com o momento em que acontecem.

É o que se chama função horária da posição:

Onde,
S(t): posição em determinado instante
So: posição inicial
vo: velocidade inicial
a: aceleração
t: tempo

Através da Equação de Torricelli, por sua vez, é possível definir a velocidade em função do espaço:

Onde,
v: velocidade
vo: velocidade inicial
a: aceleração
ΔS: variação da posição

Leia também:

  • Movimento Uniforme
  • Movimento Retilíneo Uniforme
  • Movimento Retilíneo Uniformemente Variado

Exercícios de MUV respondidos

Exercício 1

(UNIFESP-SP) A velocidade em função do tempo de um ponto material em movimento retilíneo uniformemente variado, expressa em unidades do SI, é Pode-se afirmar que, no instante t = 5,0 s, esse ponto material tem

a) velocidade e aceleração nulas.
b) velocidade nula e daí em diante não se movimenta mais.
c) velocidade nula e aceleração a = – 10 m/s2.
d) velocidade nula e a sua aceleração muda de sentido.
e) aceleração nula e a sua velocidade muda de sentido.

Ver Resposta

Alternativa correta: c) velocidade nula e aceleração a = – 10 m/s2.

Substituindo o valor de t =5,0 s na função horária da velocidade, temos:

Da função da velocidade, obtemos que a velocidade inicial é 50 m/s. Utilizando a equação da aceleração, obtemos:

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Exercício 2

(CFT-MG) O movimento retilíneo de um corpo é descrito pela equação v = 10 – 2t em que v é a velocidade, em m/s, e t é o tempo, em segundos.

Durante os primeiros 5,0 s, a distância percorrida por ele, em metros, é:

a) 10
b) 15
c) 20
d) 25

Ver Resposta

Alternativa correta: d) 25

Da função horária da velocidade obtemos a velocidade inicial igual a 10 m/s.

A velocidade final é:

A aceleração é:

Aplicando os valores na equação de Torricelli,

Veja também: Movimento Uniformemente Variado - Exercícios

Exercício 3

(UNIFESP-SP) A função da velocidade em relação ao tempo de um ponto material em trajetória retilínea, no SI, é v = 5,0 – 2,0 t. Por meio dela pode-se afirmar que, no instante t = 4,0 s, a velocidade desse ponto material tem módulo

a) 13 m/s e o mesmo sentido da velocidade inicial.
b) 3,0 m/s e o mesmo sentido da velocidade inicial.
c) zero, pois o ponto material já parou e não se movimenta mais.
d) 3,0 m/s e sentido oposto ao da velocidade inicial.
e) 13 m/s e sentido oposto ao da velocidade inicial.

Ver Resposta

Alternativa correta: d) 3,0 m/s e sentido oposto ao da velocidade inicial.

Substituindo t = 4 na função horária da posição, obtemos:

A velocidade denota o sentido oposto ao da velocidade inicial.

Para adquirir mais conhecimento, veja também:

  • Queda livre
  • Velocidade relativa
  • Lançamento Oblíquo
  • Movimento Progressivo e Movimento Retrógrado

Como determinar a função da velocidade escalar em relação ao tempo?

Professor de Matemática, licenciado e pós-graduado em ensino da Matemática e da Física. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.

Como determinar a função da velocidade escalar em relação ao tempo?

Fórmula da velocidade: o que é?

Na Física, a velocidade é definida como a variação da posição do espaço em relação ao tempo. O que isso quer dizer? É uma grandeza vetorial (tem módulo, direção e sentido) que mede a distância percorrida em um certo espaço de tempo.

As equações da velocidade vêm do cálculo diferencial, algo que só é estudado a fundo na universidade. No Ensino Médio, temos uma versão simplificada das equações.

A fórmula da velocidade de um objeto em movimento retilíneo uniforme (ou seja, se movendo em linha reta e com velocidade constante) é dada por:

  • v = Δs/Δt, onde Δs é o deslocamento e Δt é o intervalo de tempo.

Fórmula da velocidade média

Como determinar a função da velocidade escalar em relação ao tempo?

Quando o objeto não está em M.R.U., podemos calcular sua velocidade média. Se, por exemplo, um carro percorre uma certa distância em um intervalo de tempo, ele provavelmente não ficou em velocidade constante o tempo todo.

Teve momentos de aceleração maior, momentos de velocidade zero, quando parado no sinal, por exemplo. Mas podemos, mesmo assim, calcular sua velocidade média vm a partir de um deslocamento Δs e um intervalo de tempo Δt. Temos então:

  • vm = Δs/Δt.

A fórmula parece a mesma da velocidade, mas tenhamos em mente que em M.R.U, a velocidade é constante, portanto a velocidade média e a velocidade real ponto a ponto têm o mesmo valor.

Fórmula da velocidade escalar

A velocidade escalar (ou velocidade linear) é nada mais que a velocidade expressada somente pela unidade de medida e valor numérico, sem direção e sentido.

A fórmula é a mesma, exceto que v, vm e Δs não são expressas em forma vetorial.

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Já a velocidade escalar média diz respeito à velocidade média vm dado que vm não seja uma grandeza vetorial. Ou seja, estamos considerando que o objeto andou em linha reta.

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Como determinar a função da velocidade escalar em relação ao tempo?

Como calcular a velocidade em relação ao tempo?

v = Δs/Δt, onde Δs é o deslocamento e Δt é o intervalo de tempo.

Qual é a função da velocidade escalar?

Velocidade escalar média é a razão entre a distância percorrida por um móvel e o intervalo de tempo em que ele percorreu tal distância. A velocidade escalar média é considerada uma grandeza escalar, sendo também conhecida como rapidez, uma vez que só se leva em conta a taxa com que certo espaço é percorrido.

Como calcular função do tempo?

Para estudarmos esse assunto, vamos partir direto para um exemplo, que é a maneira mais tranquila de compreendermos essa matéria. Quando se fala que o espaço está em função do tempo, na Matemática isso é descrito pela fórmula: s = f (t)

Qual a função da posição em relação ao tempo?

Os gráficos de posição em função do tempo podem ser usados para determinar a velocidade do movimento. Para isso, basta percebermos que a velocidade do móvel é dada por sua tangente, ou seja, a razão entre o cateto oposto (ΔS) e o cateto adjacente à reta (Δt).