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Dentro da Física, temos uma área chamada cinemática. Um dos principais temas estudados na cinemática é o movimento uniforme (também conhecida como M.U.).
O movimento uniforme tem como objeto de estudo o deslocamento de um corpo em um referencial com velocidade constante.
A questão da velocidade constante é importante, pois é ela que diferencia o movimento uniforme do movimento uniformemente variado (que não possui velocidade constante).
Temos dois tipos principais de movimento uniforme, que se diferenciam pelo tipo de trajetória feita. São eles:
Podemos colocar o corpo em um plano cartesiano e calcular sua posição.
Um exemplo no movimento retilíneo uniforme é colocar um corpo no eixo x, fazendo com que ele possa se deslocar para o sentido negativo ou positivo.
Para calcular a posição de um corpo que descreve um movimento uniforme, podemos utilizar a seguinte fórmula:
Sendo:
Existem dois tipos de velocidade:
Como se trata de um movimento uniforme, o valor da velocidade é o mesmo em cada instante de tempo, e isso ocorre porque a velocidade é sempre constante.
Por isso, no movimento uniforme, a velocidade instantânea é a mesma que a velocidade média. Portanto, para esse tipo de movimento, iremos considerar apenas a velocidade média.
Para o cálculo da velocidade média, temos a seguinte fórmula:
Sendo:
No movimento uniforme, temos dois tipos de movimento:
Uma parte importante da cinemática é a análise de gráficos. No movimento uniforme temos três tipos diferentes de gráficos:
Pela equação horária do espaço, sabemos que se trata de uma função de primeiro grau. Portanto, o gráfico será uma reta inclinada.
A inclinação da reta será o valor da velocidade, ou seja, quanto maior a velocidade, maior a inclinação.
Espaço versus tempo de um movimento progressivo
Espaço versus o tempo de um movimento retrógrado.
Neste tipo de gráfico, teremos uma reta constante, já que a velocidade sempre tem o mesmo valor ao longo do tempo.
A área embaixo desta reta constante terá o valor da distância percorrida no movimento.
Velocidade versus tempo de um movimento progressivo.
Velocidade versus tempo de um movimento retrógrado.
Como a velocidade é constante, a aceleração é nula no movimento uniforme.
Logo, temos o seguinte gráfico:
Gráfico de aceleração versus tempo.
Quando temos duas partículas com movimento retilíneo uniforme, em uma mesma trajetória, podemos ter dois casos: ou as duas estão no mesmo sentido, ou em sentidos opostos.
Duas partículas se movendo no mesmo sentido.
No caso de dois corpos no mesmo sentido, teremos uma subtração das velocidades.
Se , temos a seguinte fórmula:
Onde:
Duas partículas se movendo em sentidos opostos.
No caso de dois corpos em sentidos opostos, teremos uma soma das velocidades.
Então, teremos a seguinte fórmula:
Onde:
Em uma prova de 100 metros rasos, o desempenho típico de um corredor padrão é representado pelo gráfico a seguir:
Baseado no gráfico, em que intervalo de tempo a velocidade do corredor é aproximadamente constante?
