Conceito | Significado |
Definição | A palavra velocidade tem diversos significados, como rapidez ou ligeireza, e não podem ser confundidos com o conceito físico de velocidade (que é um vetor). Exemplo:
Figura extraída de: Coleção – Física – Nicolau, Torres e Penteado – Editora Moderna – 2012 |
Velocidade escalar ou Rapidez | O conceito de velocidade escalar que será definido aqui deve ser entendido como “provisório”; pois é um conceito mais introdutório, para iniciação do conhecimento. O conceito físico de velocidade (que é um vetor) é um pouco mais elaborado. A principal diferença entre eles é que velocidade é um vetor, tem módulo, direção e sentido, enquanto velocidade escalar é uma grandeza escalar, tem apenas valor numérico e unidade. O conceito é de velocidade escalar, dá a ideia quantitativa ou numérica da rapidez com que o corpo se movimenta. Antes da época de Galileu, as pessoas descreviam os objetos em movimento simplesmente como “lento” ou “rápido”. Tratava-se de descrições vagas. Ele merece o crédito por ter sido o primeiro a medir velocidades levando em conta a distância percorrida e o tempo decorrido. Ele definiu rapidez (ou velocidade escalar) como a distância percorrida por unidade de tempo.
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Unidades | Unidades de distância
Unidades de tempo
Unidades de velocidade A unidade mais usada no cotidiano para exprimir a velocidade escalar média é o “quilômetro por hora” (km/h), embora o Sistema Internacional de Unidades (SI) adote a unidade “metro por segundo” (m/s). Como uma hora tem 3.600 segundos e um quilômetro tem 1.000 metros, a relação entre esses dois modos de expressar a velocidade média pode ser obtida da seguinte forma:
Figuras extraídas de: Coleção – Conexões com a Física – Editora Moderna – 2016 – Martini, Spinelli, Reis e Sant’Anna Portanto:
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Velocidade escalar instantânea | Objetos em movimento frequentemente sofrem variações em sua rapidez (velocidade escalar instantânea). Um carro pode se deslocar em uma avenida a 60 km/h, diminuir para 0 km/h em um sinal vermelho, e ao abrir o sinal, aumentar sua rapidez (velocidade escalar instantânea) para 30 km/h apenas, devido ao tráfego. Você pode verificar a velocidade escalar instantânea (ou rapidez instantânea) do carro em cada instante olhando o velocímetro. Um veículo viajando a 110 km/h geralmente se mantém com esta velocidade escalar (rapidez) por menos de 1 hora.
Quando a velocidade escalar instantânea é igual em todos os instantes, ela coincide com a velocidade escalar média em qualquer intervalo de tempo e o movimento é denominado movimento uniforme (MU), pois sua velocidade se manterá constante. |
Velocidade escalar média | A velocidade escalar média é a razão (divisão) entre distância total percorrida (espaço escalar) e o tempo total da viagem, e portanto, ela não revela os diferentes valores da velocidade escalar (rapidez) e as variações que podem ter ocorrido em intervalos de tempo mais curtos.
Na maioria das vezes, percebemos uma variedade de valores de rapidez (velocidade escalar), de modo que a velocidade escalar média (rapidez média) com frequência é completamente diferente dos valores da rapidez instantânea. Exemplo: Figuras extraídas de: Coleção – Conexões com a Física – Editora Moderna – 2016 – Martini, Spinelli, Reis e Sant’Anna Um exemplo pode ser visto na figura acima, quando o relógio marca 11 h o carro está na posição km 80, após 1,5 horas o carro se movimentou e agora está na posição km 230. A velocidade média pode ser calculada da seguinte forma:
Professor: Mostre aos(as) estudantes que a velocidade média se baseia nos extremos, isto é, no ponto de partida e no ponto de chegada. Não leva em consideração se o corpo parou ao longo do percurso, ou se a velocidade se manteve constante em determinado trecho. Na velocidade média o que é relevante é o primeiro extremo (ponto de partida) e o último (ponto de chegada). |
Vetor velocidade | Quando conhecemos tanto a velocidade escalar (rapidez) quanto a orientação do movimento de um objeto, conhecemos sua velocidade (o vetor velocidade). Por exemplo, se um carro se desloca a 40 km/h, conhecemos sua rapidez. Mas se dissermos que ele se move a 40 km/h para o norte, estaremos especificando sua velocidade. A rapidez é a medida de quão rápido ele é; a velocidade significa quão rápido e em que direção e sentido (orientação). Uma grandeza tal qual a velocidade, que especifica a orientação juntamente com o valor absoluto (módulo), é chamada de grandeza vetorial. Módulo ou intensidade: valor numérico Direção: linha de ação (geral) – Vertical, horizontal, transversal ou diagonal Sentido: orientação (especificação) – cima, baixo, direita, esquerda.
Figuras extraídas de: Coleção – Conexões com a Física – Editora Moderna – 2016 – Martini, Spinelli, Reis e Sant’Anna |
Velocidade relativa |
– Aproximação
– Afastamento
– Perseguição
Figuras extraídas de: Coleção – Física – Nicolau, Torres e Penteado – Editora Moderna – 2012 – ADAPTADA |
Propriedade gráfica da velocidade | Em um gráfico da velocidade pelo tempo (v x t). A área do gráfico é numericamente igual ao deslocamento ΔS. Por quê?
Figura extraída de: Coleção – Alfa Verde – 2021 – grupo SOMOS |
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