Velocidade Média, Velocidade Instantânea e Tipos de Movimento
Para entender a diferença entre velocidade média e velocidade instantânea, primeiro é preciso entender a ideia de velocidade. A velocidade de um corpo é medida levando em consideração o deslocamento deste corpo em um determinado tempo, ou seja, velocidade é a grandeza que mede quão rápido um objeto se desloca.
As unidades de velocidade são: metro (m), quilômetro (km), segundo (s), hora (h), metro por segundo (m/s) e quilômetro por hora (km/h). Para transformar a unidade de velocidade basta multiplicar o valor da velocidade média por 3,6 para transformar m/s em km/h ou dividir o valor por 3,6, caso queira transformar km/h em m/s.
Tipos de movimento:
Movimento Progressivo = Nesse caso, a posição do objeto aumenta no decorrer do tempo. Portanto, a velocidade é positiva.
Movimento Regressivo = A posição do objeto não aumenta e a velocidade é negativa.
Movimento Uniforme = Quando um corpo se desloca com uma velocidade constante.
Movimento Retilíneo Uniforme = É considerado o movimento uniforme de um objeto em uma reta. No caso do movimento retilíneo uniforme, a velocidade média e a velocidade instantânea do objeto são iguais.
Velocidade Média
A grandeza física que mede a razão entre a distância que um corpo percorre e o tempo gasto nesse deslocamento é chamada Velocidade Média. Para calcular a velocidade escalar média, basta saber os instantes de chegada e de partida do objeto, para ter o deslocamento total.
A fórmula para medir a velocidade média é: vm = d/ t.
Vm = velocidade média
d = distância percorrida pelo corpo
t = intervalo de tempo gasto no percurso
Exemplo 1: Um caminhão sai de Copacabana para a Zona Oeste do Rio de Janeiro, e percorre um caminho total de 500 km. O percurso foi iniciado às 8 h e terminou às 18 h. Para calcular a velocidade média da viagem usaremos a fórmula apresentada a seguir.
vm = d/t
Vm = 500 km/ 10 h
Vm = 50 km/h
Dessa forma, podemos concluir que a velocidade média da viagem foi de 50 km/h.
A velocidade média não significa que o caminhão seguiu a exatamente 50 km/h durante todo o trajeto, o resultado considera pausas e mudanças ao longo do percurso e faz uma média destes valores. A velocidade média pode ser calculada utilizando todo o trajeto percorrido, ou pode ser baseada em apenas uma parte do caminho feito. Poderíamos utilizar o mesmo exemplo para calcular a velocidade média do caminhão apenas na saída de Copacabana.
Exemplo 2: Um atleta treina no parque local e percorre um caminho de 10 km todas as manhãs. Considerando que ele demora 2 horas para concluir o exercício podemos calcular sua velocidade média da seguinte forma:
vm = d/t
Vm = 10 km/ 2 h
vm = 5 km/h
Ou seja, o atleta realiza o trajeto com uma velocidade média de 5 km/h.
Velocidade Instantânea
A velocidade instantânea é o número mostrado no velocímetro no momento em que se olha pra ele, é a medida registrada por radares eletrônicos. Ou seja, enquanto a velocidade média considera todo o trajeto, a velocidade instantânea se baseia em um único momento.
A Velocidade instantânea mede apenas um determinado momento do deslocamento de um corpo.
Para diferenciar velocidade média e velocidade instantânea lembre-se: a velocidade média trata de um intervalo de tempo e a velocidade instantânea está ligada a um instante de tempo.
A velocidade média e a velocidade instantânea não dependem uma da outra. No caso da velocidade instantânea, o intervalo de tempo tende a zero, e o valor encontrado não significa que o objeto manteve a velocidade durante todo o trajeto, mas apenas no instante observado.
A fórmula para calcular a velocidade instantânea é: V = V0 + a.t
V: representa a velocidade final do objeto
V0: representa a velocidade inicial do objeto
a: representa a aceleração
t: representa o tempo de deslocamento
Exemplo 1: Uma bicicleta segue com uma aceleração constante de 5 m/s. Considerando que a velocidade inicial seja de 2 m/s, vamos calcular a velocidade instantânea após o ciclista percorrer 4 segundos de trajeto.
V = V0 + a.t
V = 2 + 5.4
V = 22 m/s
Dessa forma, podemos concluir que após 4 segundos de trajeto, a bicicleta estava numa velocidade exata de 22 m/s.
Exemplo 2: Um leão segue uma hiena numa aceleração constante de 10 m/s. Ele começa a perseguição com uma velocidade de 5 m/s. Após 20 segundos de perseguição, qual seria a velocidade do leão?
V = V0 + a.t
V = 5 + 10.20
V = 205 m/s
O resultado final do cálculo da fórmula nos mostra que, com exatos 20 segundos de perseguição, o leão correria a uma velocidade de 205 m/s. Esse valor não representa sua velocidade média no trajeto total, que precisaria ser calculada levando em consideração todo o trajeto percorrido.