Qual a fórmula matemática para determinar as posições de um corpo em movimento uniforme?

Conheça o conceito de movimento uniforme e como calculá-lo. E entenda o deslocamento de um objeto que ocorre em linha reta e com velocidade constante.

Você sabe o que é movimento uniforme? Esse conceito básico de cinemática trata do deslocamento de um objeto que ocorre em linha reta e com velocidade constante.

Desta maneira, esse objeto percorre distâncias iguais em intervalos de tempos iguais, sem aceleração. Sendo assim, todo movimento uniforme é retilíneo. Por isso, ele segue trajetória em linha reta.

Descobrindo as Fórmulas do movimento uniforme

No movimento uniforme, a posição do objeto irá variar em conformidade com o tempo de forma constante. Contudo, podemos calcular a posição em que um móvel estará da seguinte maneira:

• sempre considerando um intervalo de tempo (t)
• estabelecendo a posição inicial (S0) deste objeto
• e com a velocidade (v) com a qual esse corpo desloca-se.

Em seguida, com essas informações, basta aplicá-las na seguinte fórmula:

• S – posição final do móvel
• S0 – posição inicial do móvel
• v – velocidade do móvel
• t – intervalo de tempo

Para que seus cálculos sejam exatos, você deverá utilizar essa fórmula, levando em considerações as unidades das grandezas.

Conforme, o Sistema Internacional de Unidades (SI) as unidades de grandesa para movimento uniforme são dadas em:

• para posições inicial e final considerar metros (m)
• velocidade é medido metros por segundo (m/s)
• intervalo de tempo é medido em segundos (s).

Movimento uniforme: Entenda a noção de referencial

Na física, o conceito de referencial é extremamente importante na aplicação da fórmula do movimento uniforme. Para compreender melhor, referencial é a posição em que se encontra o observador.

Sendo assim, antes de aplicar o conceito de movimento uniforme, com a fórmula acima é importante considerar, que é a partir da posição, denotada como 0 (ponto do observador), que definimos a posição inicial de um móvel.

Observe a figura a seguir:

O referencial indica o sentido dos movimentos.

Observe na figura acima, que o referencial (0) é adotado juntamente com os três móveis que se deslocam em diferentes sentidos.

Diante dos números apresentados para cada posição, observe que a escolha do referencial afeta diretamente as posições iniciais dos móveis. A figura também determina o sentido do movimento dos veículos.

Confira na próxima figura:

Por conta da escolha do referencial (0), a análise da imagem fez com que o primeiro carro prata, localizado à esquerda, estivesse aproximando-se. Por outro lado, neste movimento uniforme, os demais veículos se afastam.

Contudo, essas são as classificações possíveis de movimentos uniformes:

• quando um móvel aproxima-se do referencial, seu movimento é regressivo;
• caso o móvel afasta-se, o movimento é progressivo.

Movimento uniforme: Velocidade média

Para calcular a velocidade média de um movimento uniforme basta considerar a razão entre o deslocamento percorrido e o intervalo de tempo.

Lembre-se que a velocidade média é uma grandeza importante para o estudo do movimento uniforme. Portanto, a  fórmula utilizada para o cálculo da velocidade média é simplesmente uma forma diferente de se escrever:

v – velocidade média

ΔS – deslocamento

Δt – intervalo de tempo

Com a fórmula acima, será possível calcular a velocidade média do objeto. Sendo portanto, possível descobrir a função horária da posição do movimento uniforme, mostrada anteriormente.

• ΔS – mede a distância entre as posições final (Sf) e inicial (S0) de um móvel.
• Sendo assim, ao calcular o movimento uniforme, considere ΔS = Sf -S0.
• O intervalo de tempo decorrido entre a passagem do móvel pelas posições inicial e final é dado por Δt.

Sendo assim, para calcular Δt considere: Δt = tf – t0.

Entenda os gráficos de retas para movimento uniforme

Ao longo do desenvolvimento de algumas atividades sobre movimento uniforme, você poderá se deparar com alguns gráficos. Essas análises são representados por gráficos de posição, em função do tempo com retas ascendentes ou descendentes.

• Portanto, as retas ascendentes correspondem a movimentos progressivos. Desta forma, esses são movimentos nos quais os móveis afastam-se de seu referencial.

No gráfico a seguir, vemos o exemplo, em que o movimento uniforme de um móvel que se desloca com velocidade constante, afasta-se do seu referencial.

• Por outro lado, as retas descendentes são usadas para movimentos regressivos, quando os móveis aproximam-se dos seus referenciais.

Observe esse caso no gráfico a seguir:

Para gráficos de velocidade em função do tempo (v(t)), como o abaixo, se usa o cálculo do deslocamento percorrido pelo móvel, a partir dos gráficos.

Sendo assim, com este gráfico, a área pintada equivale à área de um retângulo. Portanto pode ser calculada pela fórmula:

A – área

b – aresta da base

h – altura

Fonte: Mundo Educação, Brasil Escola.

Fonte de Imagens: Carsughi, Mundo Educação, Brasil Escola.