VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA
Considere uma partícula que realiza uma trajetória qualquer, podendo ser retilínea, curva, misturando ambas. A partir dessa trajetória podemos tomar a distância total percorrida, que chamaremos de (d) e também o intervalo de tempo necessário desde o momento de início do movimento até o seu final, que chamaremos de (∆t). A razão da distância total percorrida pela partícula pelo intervalo de tempo gasto é denominado velocidade média ou rapidez média.
Através do conceito de análise dimensional e das unidades do SI chegamos a unidade da velocidade ou da velocidade média.
Fora das unidades do SI podemos dizer que basicamente a unidade da velocidade será uma razão unidade de comprimento/unidade de tempo. Veremos que será muito comum encontrarmos a velocidade na unidade km/h.
Exemplo: vamos supor que Bruno José parte do Rio de Janeiro às 14 horas e após percorrer 540 km chega em Vitória – ES às 20 horas. Podemos calcular a velocidade média de todo o trajeto percorrido por Bruno José onde d = 540 km e ∆t = 20 – 14 = 6 h..
Isto significa que a cada hora Bruno José percorreu 90 km de distância mas é bastante improvável que ele tenha permanecido durante as horas a 90 km/h. Veja que na verdade Bruno José pode ter feito até pausas, pode ter permanecido meia hora parado para lanchar por exemplo, no cálculo da velocidade média só importam o trajeto total percorrido e o intervalo de tempo necessário para isso.
Agora vamos imaginar que Bruno José irá fazer uma caminhada numa pista de corrida que possui marcações de distâncias. Essa situação é o que chamamos de abscissa na trajetória, onde para localizamos uma partícula na trajetória, atribuímos a ela um sentido positivo e demarcamos as abscissas, do mesmo modo que se procede com os eixos cartesianos. Assim, a posição do ponto ficará determinada pela sua abscissa.
Vamos imaginar que a marcação mais próxima da casa de Bruno José é a marcação de 800 m (posição A) e quando vai caminhar sempre começa dessa posição. Se Bruno José caminhar até a marcação de 2200 m (posição B) terá Caminhado quantos quilômetros?
Assim definimos como DS a variação entre as abscissas e a chamamos de deslocamento escalar.
∆S = Sfinal – Sinicial = SB – SA
No caso do deslocamento escalar de Bruno José temos:
∆S = SB – SA = 2200 – 800 = 1400 m
Podemos usar as abscissas para medir a distância percorrida por um móvel, desde que ele esteja percorrendo a trajetória num único sentido, assim:
d = |∆S| = |SB| – |SA|
De maneira geral podemos generalizar a velocidade média como
Observação: Como faremos para passar a unidade m/s para km/h ou vice-versa?
Assim de km/h para m/s iremos dividir por 3,6 e de m/s para km/h iremos multiplicar por 3,6.
VELOCIDADE ESCALAR INSTANTÂNEA
A velocidade escalar instantânea é a velocidade de um móvel em um exato instante. Pense na situação apresentada do Bruno José ter partido do Rio de Janeiro a Vitória. Sua velocidade média no percurso foi de 90 km/h. mas digamos que ele, em determinado momento, olhou para o velocímetro digital de seu carro e viu a marcação de 101 km/h. Essa é a ideia de velocidade escalar instantânea, a velocidade aferida em um exato instante de tempo.
Nas situações de movimentos da vida real é muito difícil se manter a velocidade 100% constante pois em situações reais vários fatores influenciam no movimento como o atrito, a resistência do ar, buracos numa estrada, curvas, etc…
Para efeito de estudo estudaremos o chamado movimento uniforme, movimento que consiste de um móvel que mantém constante sua velocidade durante um intervalo de tempo.
