Movimento uniforme é o deslocamento que ocorre em linha reta e com velocidade constante, assim, percorre distâncias iguais em intervalos de tempos iguais. No movimento uniforme, não há aceleração.
Veja também: Conceitos básicos de Cinemática
Suponha que um veículo mova-se em movimento uniforme com velocidade de 30 km/h. Em um intervalo de tempo de 30 minutos (0,5 hora), esse veículo desloca-se 15 km; em 60 minutos (1 hora), desloca-se 30 km; em 2 horas, portanto, 60 km.
Todo movimento uniforme é retilíneo. Se o corpo estiver movendo-se em uma trajetória circular com velocidade constante, sempre haverá uma aceleração apontando para o centro das curvas (aceleração centrípeta), sendo assim, esse tipo de movimento não pode ser categorizado como uniforme, mas sim circular uniforme.
Fórmulas do movimento uniforme
No movimento uniforme, a posição varia com o tempo de forma constante. Podemos calcular a posição em que um móvel estará após um intervalo de tempo (t). Para tanto, devemos saber a sua posição inicial (S0) e a velocidade (v) com a qual esse corpo desloca-se. Após ter identificado essas informações, basta utilizá-las na seguinte fórmula:
S – posição final do móvel
S0 – posição inicial do móvel
v – velocidade do móvel
t – intervalo de tempo
Para utilizar essa fórmula, é necessário lembrar as unidades utilizadas para cada uma das grandezas acima de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI). De acordo com o SI, as posições são dadas em metros (m), a velocidade é dada em metros por segundo (m/s) e o intervalo de tempo é medido em segundos (s).
Além disso, a noção de referencial é fundamental para a aplicação correta da fórmula acima. Na Física, referencial é a posição em que se encontra o observador. É a partir dessa posição, denotada como 0, que definimos a posição inicial de um móvel. Observe a figura a seguir:
O referencial indica o sentido dos movimentos.
Na figura acima, temos um referencial (0) adotado e três móveis que se deslocam em diferentes sentidos. Para o veículo prata que está à esquerda do referencial, temos uma posição inicial negativa (S0 = -12 m) – da mesma forma é para o veículo vermelho (S0 = -8 m). Para o segundo veículo prata, temos uma posição inicial positiva (S0 = 15 m). Perceba que a escolha do referencial afeta diretamente as posições iniciais dos móveis, além de determinar o sentido do seu movimento. Observe a figura a seguir:
Na figura acima, podemos perceber que a escolha do referencial (0) fez com que o primeiro carro prata, localizado à esquerda, estivesse aproximando-se, enquanto os demais veículos afastam-se. Essas são as duas possíveis classificações de movimentos uniformes: quando um móvel aproxima-se do referencial, chamamos seu movimento de regressivo; caso o móvel afaste-se, o movimento é progressivo.
Veja também: Movimento progressivo e regressivo
Velocidade média
A velocidade média de um movimento é calculada pela razão entre o deslocamento percorrido e o intervalo de tempo. Trata-se de uma grandeza importante para o estudo do movimento uniforme.
A fórmula utilizada para o cálculo da velocidade média é simplesmente uma forma diferente de se escrever a função horária da posição do movimento uniforme, mostrada anteriormente. Confira como é definida a fórmula da velocidade média:
v – velocidade média
ΔS – deslocamento
Δt – intervalo de tempo
Na fórmula acima, ΔS é chamado de deslocamento e mede a distância entre as posições final (Sf) e inicial de um móvel (S0), portanto, ΔS = Sf - S0. O intervalo de tempo decorrido entre a passagem do móvel pelas posições inicial e final é dado por Δt, calculado pela expressão Δt = tf – t0.
Unidades de velocidade
Como sabemos, a unidade de velocidade no SI é o metro por segundo (m/s), no entanto, é comum nos depararmos com situações em que a velocidade informada está em outra unidade, como o quilômetro por hora (km/h). A conversão entre essas duas unidades é bastante simples. Confira a imagem a seguir:
Para transformarmos de metros por segundo para quilômetros por hora, multiplicamos o valor pelo fator 3,6. Para realizarmos a transformação inversa, basta dividirmos a velocidade pelo mesmo fator.
Veja também: Como resolver exercícios de encontro e ultrapassagem
Gráficos do movimento uniforme
O movimento uniforme pode ser representado na forma de gráficos de posição em função do tempo com retas ascendentes ou descendentes. Retas ascendentes correspondem a movimentos progressivos, ou seja, movimentos nos quais os móveis afastam-se de seu referencial. As retas descendentes são usadas para movimentos regressivos, aqueles nos quais os móveis aproximam-se dos seus referenciais.
Observe o gráfico abaixo, que representa o movimento de um móvel que se desloca com velocidade constante, afastando-se do seu referencial.
Já o gráfico abaixo representa um móvel que se desloca em movimento regressivo. Observe:
Outra informação importante e bastante útil diz respeito ao cálculo do deslocamento percorrido pelo móvel a partir dos gráficos. No entanto, esse método só funciona para gráficos de velocidade em função do tempo (v(t)), como o mostrado a seguir:
No gráfico mostrado acima, por exemplo, a área pintada equivale à área de um retângulo, que pode ser calculada pela fórmula a seguir:
A – área
b – aresta da base
h – altura
Veja também: Gráficos do Movimento Uniforme
Exercícios sobre movimento uniforme
1) Um observador percebe que um veículo, inicialmente a uma distância de 30 m, afasta-se com velocidade constante de 90 km/h. Em relação a esse movimento, responda:
a) Qual é a classificação do movimento desse veículo? Explique.
b) Determine a função horária da posição desse veículo em unidades do SI.
c) Em qual instante de tempo esse veículo estará na posição 80 m?
Resolução:
a) Como o veículo afasta-se de seu observador, o seu movimento é progressivo. Além disso, como sua velocidade é constante, trata-se de um movimento uniforme e progressivo.
b) Para determinarmos a função horária do movimento, precisamos ler o exercício e identificar algumas grandezas, como posição inicial e velocidade. Ao fazê-lo, é possível perceber que a trajetória do veículo foi iniciada na posição 30 m, logo, S0 = 30 m. Já a sua velocidade, de 90 km/h, precisa ser expressa no SI. Para isso, basta dividi-la pelo fator 3,6, portanto, v = 25 m/s.
c) Podemos calcular o instante em que o veículo passará pela posição S = 80 m substituindo esse número na fórmula encontrada acima. Veja:
Clique aqui e resolva exercícios sobre as características dos gráficos do movimento retilíneo uniforme, movimento em que a velocidade do móvel é constante. Questão 1
(UniRV GO – Adaptada) O movimento uniforme de um móvel durante certo tempo está representado abaixo. Marque a alternativa correta. a) Faltam dados para calcular a velocidade do móvel. b) A velocidade do móvel é constante e vale 1,42 m/s. c) A aceleração é um determinado valor diferente de zero. d) A velocidade do móvel é constante e vale 1 m/s.
Questão 2
(UNESP) Os dois primeiros colocados de uma prova de 100 m rasos de um campeonato de atletismo foram, respectivamente, os corredores A e B. O gráfico representa as velocidades escalares desses dois corredores em função do tempo, desde o instante da largada (t = 0) até os instantes em que eles cruzaram a linha de chegada.
Analisando as informações do gráfico, é correto afirmar que, no instante em que o corredor A cruzou a linha de chegada, faltava ainda, para o corredor B completar a prova, uma distância, em metros, igual a
a) 5.
b) 25.
c) 15.
d) 20.
e) 10.
Questão 3
A respeito dos movimentos progressivos e retrógrados, marque a alternativa incorreta:
a) O gráfico da velocidade em função do tempo que caracteriza o movimento retrógrado de um móvel com velocidade constante é uma reta contínua que se inicia na região positiva do eixo das ordenadas.
b) O gráfico da posição em função do tempo é uma reta crescente quando o movimento é progressivo.
c) O gráfico da posição em função do tempo é uma reta decrescente quando o movimento é retrógrado.
d) O gráfico da velocidade em função do tempo que caracteriza o movimento retrógrado de um móvel com velocidade constante é uma reta contínua que se inicia na região negativa do eixo das ordenadas.
e) Todas as alternativas são verdadeiras.
Questão 4
A partir do gráfico da posição em função do tempo indicado abaixo, marque alternativa correta:
a) O movimento é progressivo e retardado
b) O movimento é acelerado
c) O movimento é progressivo
d) O movimento é retrógrado
e) O movimento é retardado acelerado.
Resposta - Questão 1
LETRA “D”
Como o gráfico é uma reta, a função que o representa é a do tipo ax + b, em que o termo “a” é denominado de coeficiente angular da reta e representa a velocidade na função horária da posição para o movimento uniforme (s = s0 + v.t). Sabendo que o coeficiente angular é a tangente do ângulo formado pela reta, podemos escrever que:
tg 45° = a
a = 1, então, v = 1 m/s
Resposta - Questão 2
LETRA “D”
A partir do gráfico, podemos perceber que, após o corredor A ter parado, o corredor B correu a 10 m/s entre os instantes 10 s e 12 s. Sendo assim, a distância percorrida por B após A ter parado é:
vB = Δs ÷ Δt
Δs = vB . Δt
Δs = 10 . ( 12 – 10)
Δs = 10 . 2 = 20 m
Resposta - Questão 3
LETRA “A”
Quando o movimento é classificado como retrógrado, a velocidade possui sentido contrário ao sentido adotado como positivo e, portanto, possui valor negativo. Sendo assim, a reta contínua deve começar na parte negativa do eixo y.
Resposta - Questão 4
LETRA “C”
A reta crescente indica movimento uniforme e que o sentido da velocidade do móvel coincide com o sentido positivo da trajetória, logo, o movimento é classificado como progressivo.
Versão desktop
Copyright © 2022 Rede Omnia - Todos os direitos reservados Proibida a reprodução total ou parcial sem prévia autorização (Inciso I do Artigo 29 Lei 9.610/98)