Velocidade

Origem: Wikimotorpedia, a enciclopédia livre.
Saltar para a navegação Saltar para a pesquisa
Mecânica Clássica
Newton - Principia (1687), title, p. 5, color.jpg
Movimento · Energia · Força
Cientistas
Clairaut · d’Alembert · Euler · Galileu · Hamilton · Horrocks · Kepler · Lagrange · Laplace · Newton · Einstein · Siméon-Denis Poisson
Esta caixa: ver • editar

Na física, velocidade relaciona a variação da posição no espaço em relação ao tempo, ou seja, qual a distância percorrida por um corpo num determinado intervalo temporal. É uma grandeza vetorial, possuindo direção, sentido e módulo, esse último chamado de rapidez e de dimensões [L][T]-1, sendo medida no SI em metros por segundo (m/s ou ms-1). Em geral, os símbolos da velocidade são v ou <math>\vec{v}</math>, o primeiro para a velocidade escalar e o segundo para o vetor velocidade. A variação da velocidade em relação ao tempo é a aceleração.

Equações de velocidade

Velocidade é um conceito fundamental para a mecânica clássica. Foi a partir desse que os primeiros físicos puderam desenvolver o estudo do movimento dos corpos, tornando-se capazes de descrever trajetórias através de funções matemáticas. Isaac Newton, pai da mecânica clássica, desenvolveu o cálculo diferencial a partir desse estudo. Há dois tipos de movimentos considerados mais simples: o movimento retilíneo uniforme(MRU) e o movimento retílineo uniformemente variado(MRUV), que são representados por equações lineares e quadrádicas respectivamente. Para outros tipos de movimento mais complexos utiliza-se a derivada.

Movimento retilíneo uniforme

É o movimento descrito por objetos com velocidade constante em uma trajetória retilínea (em linha reta), para tal, é preciso que a resultante das forças que atuam sobre o corpo seja nula. Dado um deslocamento <math>\Delta s</math>, em um intervalo de tempo <math>\Delta t</math> A velocidade escalar <math>\mathbf{v}</math> é dada por:

<math>\mathbf{v}=\frac{\Delta \mathbf{s}}{\Delta \mathbf{t}}</math>.

Somente no MRU a velocidade de um corpo a qualquer instante é igual à sua velocidade média, sabendo-se a posição e velocidade da partícula em um determinado instante permite determinar a localização da partícula em qualquer outro instante.[1]

A equação do espaço <math>\mathbf{S}</math> em função do tempo <math>\mathbf{t}</math>, a partir de um ponto <math>\mathbf{S_o<}</math> é:

<math>S=S_o+\mathbf{v}t</math>

O gráfico sxt desse movimento é uma linha reta[2] cuja tangente do ângulo de inclinação dessa reta, em relação ao eixo <math>\mathbf{t}</math> é o valor da velocidade.

Movimento retilíneo uniformemente variado

É o movimento de objetos que variam sua velocidade de forma constante, ou seja, possuem aceleração constante.

No MRUV a equação da aceleração é análoga à da velocidade no MRU; e a equação de velocidade no MRUV é análoga à do espaço no MRU.

<math>a=\frac{\Delta \mathbf{v}}{\Delta t}</math>
<math>\mathbf{v}=\mathbf{v}_o+at</math>

E a equação do espaço é a seguinte:

<math>S=S_o+\mathbf{v}_ot+\frac{at^2}{2}</math>

O gráfico sxt desse movimento é uma parábola.

Veja mais em movimento retilíneo.

Derivada

Ver artigo principal: Derivada

Os dois movimentos acima só ocorrem em condições muito especificas, para estudar os movimentos dos corpos como ocorrem na natureza Newton desenvolveu a derivada, para calcular a velocidade instantânea de um corpo em certo instante é necessário usar limite, medindo-se uma variação infinitesimal de espaço em um intervalo infinitesimal de tempo.

<math>\mathbf{v}=\lim_{\Delta t \rightarrow 0}\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{ds}{dt}</math>

Da definição de derivada:

<math>\mathbf{v}=\frac{ds}{dt}=\lim_{\Delta t \rightarrow 0}\frac{S\left(t+\Delta t\right)-S(t)}{\Delta t}</math>

Com a derivação é possível calcular a velocidade de um objeto a partir do gráfico sxt, ela fornece a inclinação da reta tangente ao ponto na curva correspondente, sendo essa a velocidade instantânea.

A aceleração é a derivada da velocidade com relação ao tempo:[3]

<math>a=\frac{d \mathbf{v}}{dt}</math>

Unidades de velocidade

Velocidade e referencial. No diagrama acima, a velocidade relativa do objecto em relação a uma câmera sobre trilhos, ao lado da trajetória, movendo-se com a mesma rapidez do objecto, é igual a 0 (pois v1 = v2). A câmera, pois, registrará o objecto "parado" em sua frente.
Gráfico do tempo versus deslocamento, que permite a inferência da velocidade escalar.

Sistema Internacional de Unidades (SI)

Ver artigo principal: Sistema Internacional de Unidades

Sistema CGS de unidades

Ver artigo principal: Sistema CGS de unidades

Sistema imperial de medidas

Ver artigo principal: Sistema imperial de medidas

Navegação marítima e Navegação aérea

Ver artigos principais: Navegação marítima e Navegação aérea
  • O nó é uma unidade de medida da velocidade, utilizada na navegação marítima e aérea, equivalente a uma milha náutica por hora.

Aeronáutica

Ver artigo principal: Aeronáutica
  • Número de Mach. O Número de Mach (M) é uma medida de velocidade relativa que se define como o quociente entre a velocidade dum objeto e a velocidade do som no meio em que se move dito objeto. É um número adimensional tipicamente usado para descrever a velocidade dos aviões. Mach 1 equivale à velocidade do som; Mach 2 é duas vezes a velocidade do som; e assim sucessivamente. A velocidade do som no ar é de 340 m/s (1224 km/h).

Unidades naturais

Ver artigo principal: Unidades de Planck

Outras unidades

Referências

  1. ↑ {{#invoke:Citação/CS1|citation |CitationClass=book }}
  2. ↑ {{#invoke:Citação/CS1|citation |CitationClass=book }}
  3. ↑ {{#invoke:Citação/CS1|citation |CitationClass=book }}

Ver também

Wikcionário
O Wikcionário possui o verbete velocidade.
Obtida de "https://wiki.nivel-teorico.com/index.php?title=Velocidade&oldid=8616"