Que grandeza Física e constante no movimento uniformemente variado?

Os movimentos dos corpos no dia a dia são muito mais variados do que propriamente uniformes, até porque, para entrar em movimento uniforme, um corpo que estava em repouso, por exemplo, terá que variar a sua velocidade de zero até alcançar a sua velocidade constante em um certo intervalo de tempo.

Suponha que a figura acima represente a partida de um atleta numa competição de 200 m rasos e que cada quadro da fotografia tenha sido batido em intervalos de tempos iguais. Observamos que, de A até B, o atleta percorre espaços cada vez maiores em tempos iguais (MRV). De B para C, o atleta corre espaços iguais em tempos iguais (MRU).

Quem não conhece o corredor abaixo? Ele é um grande perito na grandeza física aceleração.

 Aceleração

No exemplo acima, no deslocamento de A até B, notamos que o atleta percorre espaços cada vez maiores no mesmo intervalo de tempo, constatando que a sua velocidade está variando. Toda vez que há uma variação da velocidade de um móvel dentro de um certo intervalo de tempo, dizemos que ocorreu uma aceleração. Quando essa aceleração implica num aumento da velocidade, o movimento é dito acelerado, caso contrário, quando a variação implica em uma  diminuição da velocidade em um certo intervalo de tempo, dizemos que houve uma desaceleração e o movimento  é dito retardado. De uma forma ou de outra sempre que houver uma variação de velocidade , seja para mais ou para menos, fisicamente significa que houve uma aceleração.

As acelerações mais conhecidas no cotidiano são  as dos carros de corrida, dos aviões, dos atletas no momento da partida de uma competição, como também a aceleração da gravidade. Todo corpo próximo à superfície da terra está sujeito a uma aceleração constante cujo  valor aproximado é de 10 m/s2 e que independe da massa do corpo, ou seja, uma pena e uma bola de gude caem com a mesma aceleração e, portanto, têm as mesmas variações de velocidade no mesmo intervalo de tempo (Estamos aqui desprezando a resistência do ar. Movimento no vácuo).

Aceleração Escalar Média

A  aceleração é uma grandeza vetorial, ou seja, possui módulo, direção e sentido, mas quase sempre estamos preocupados apenas com o seu módulo e daí chamamos  simplesmente de aceleração escalar. Quando um corpo varia  sua velocidade  de um ponto a outro, dentro de um certo intervalo de tempo, o movimento pode variar aleatoriamente, ou seja, de uma maneira não regular e, portanto, não possuir aceleração constante. Daí podemos determinar dentro deste intervalo de tempo a aceleração escalar média que, matematicamente, é dada pela fórmula:

A unidade de aceleração é dada pelo quociente da unidade da velocidade pela unidade de tempo, sendo assim , podemos ter:

No sistema SI teremos:

Dizer que os corpos que caem próximo à superfície da terra possuem uma aceleração, constante, de   10 m/s2 é dizer que a sua velocidade varia de 10 m/s, ou seja, a velocidade varia de 10 m/s em cada segundo.  Quando a aceleração é constante temos um movimento uniformemente variado (MUV) .

Exercícios/Exemplos

(NARB) Um móvel desloca-se numa trajetória retilínea num intervalo de tempo t = 6s, com velocidade que varia conforme ilustração abaixo.

a) Determine a aceleração escalar média de todo percurso.

b) Determine a aceleração média entre os instantes t = 0s e t = 1s,      t =1s e t = 3s,                  t =3s e t= 6s.

c) As acelerações escalares médias calculadas no item anterior determinam que tipo de movimento?

d) Podemos afirmar que entre os dois instantes finais t = 3s e t = 6s o movimento foi apenas acelerado? Por quê ?

Solução :

a) Aplicando a definição de aceleração escalar média no percurso total temos:

c) Observamos que as aceleração encontradas em cada intervalo não são constantes e, portanto, isto determina que o movimento é variado. Caso elas fossem todas iguais               ( constante) o movimento seria Uniformemente Variado.

d) Não podemos afirmar. Embora a figura mostre apenas dois momentos da velocidade, onde o valor cresce, dentro deste intervalo poderia ter diversos valores de velocidade, por exemplo, v= 2 m/s, 4 m/s  e não apenas valores maiores que v= 9 m/s.

Qual a grandeza Física que se mantém constante em um movimento uniforme?

O que é constante durante o movimento uniformemente variado?

Quais grandezas pertencem ao movimento uniformemente variado?

O que caracteriza o movimento uniformemente variado de um exemplo?