Movimento uniforme (MU)
Movimento uniforme (MU)
O movimento uniforme é caracterizado pela uniformidade de espaço percorrido em um mesmo intervalo de tempo, implicando, necessariamente, em uma velocidade constante.
Após entendermos os principais conceitos de cinemática e os tipos de deslocamento, podemos iniciar os estudos sobre os tipos de movimento. Nesse caso, vamos falar sobre o Movimento Uniforme, ou como alguns autores preferem, Movimento Retilíneo Uniforme. Vamos entender o que é?
Conceitos iniciais
Para exemplificar esse tipo de movimento, vamos analisar o caso da figura ilustrativa acima: imaginamos que um automóvel se desloca por uma rodovia retilínea, sem curvas ou elevações, a uma velocidade constante. Durante o trajeto, o motorista percebe que a cada 40 segundos ele ultrapassa uma placa de marcação de quilometragem. Isso quer dizer que o motorista percorre uma distância de 1 km a cada 40 s. Se convertemos esse valor, obtemos,
\dfrac{1km}{40s} \dfrac{60s}{1min}\dfrac{60min}{1h} = \dfrac{90km}{h}
Em outras palavras, pode-se dizer que o automóvel percorreu espaços iguais em tempos iguais, logo, sua velocidade instantânea é igual sua velocidade média. Esse tipo de movimento é chamado de Movimento Retilínio Uniforme ou, como muitos preferem, Movimento Uniforme.
Dissemos que a velocidade instantânea é igual a velocidade média, então,
v = v_m =\dfrac{\Delta s}{\Delta t}
A função horária do espaço
Na equação anterior, sabemos que \Delta S é uma variação do espaço, assim,
\Delta s = s – s_0
O mesmo vale para \Delta t. Então, se isolarmos a equação da velocidade e manipularmos ela utilzando as definições de \Delta s e \Delta t , ficamos com o seguinte:
\Delta s = v.\Delta t
s – s_0 = v .(t – t_0)
Se considerarmos que, quando iniciamos o estudo dos movimentos, sempre partimos de um t_0 (tempo inicial) igual a zero, e isolarmos o termo que corresponde ao espaço final, temos,
s = s_o +v.t
Essa equação é chamada de função horária do espaço no movimento uniforme. Agora vamos aplicá-la em um exemplo: na imagem abaixo, podemos calcular a posição do automóvel em instantes de tempo diferentes. Então, supondo que o automóvel saiu da posição inicial de 0 km, qual vai ser sua posição final após 120 s nessa mesma trajetória?
Aplicando a função horária do espaço, temos,
s = s_o +v.t
s = 0 km + 90 \dfrac{km}{h}120 s
s = 90 \dfrac{km}{h}120 s \dfrac{1min}{60s}\dfrac{1h}{60min}
s = 3 km
Agora, vamos imaginar outra situação: o carro sai do km 0 (origem), porém, seu sentido é negativo em relação à trajetória. Qual seria o tempo gasto para que ele chagasse na posição de km -2? Nesse caso, temos uma posição negativa em um movimento retrógrado, portanto, velocidade negativa em relação à trajetória. Dessa forma, devemos adotar o sinal negativo na velocidade:
Aplicando a função horária do espaço, temos,
s = s_o +v.t
– 2km = 0 km – 90 \dfrac{km}{h}.t
– 2km = – 90 \dfrac{km}{h}.t
\dfrac{-2km}{-90km}. \dfrac{h}{1} = t
t = \dfrac{2h}{90} \dfrac{60min}{1h}\dfrac{60s}{1min}
t = 80s
Referências
- MATIAS, R.; FRATTEZI, A. Física Geral para o Ensino Médio – Volume Único. 2ed., 2011.
- YAMAMOTO, K.; FUKE, L. F. Física para o Ensino Médio. vol. 1: mecânica. 4ed., 2016.
- HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. vol. 1: mecânica. 10ed., 2016.