O movimento uniforme (MU) é aquele movimento que ocorre quando determinado móvel percorre distâncias iguais em espaços de tempo iguais. Em outras palavras, é um tipo de movimento que ocorre quando não há variação da velocidade escalar e não há, consequentemente, aceleração.
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| Na imagem, o corredor percorre as mesmas distâncias (10 m) nos mesmos intervalos de tempo (2 s). Por Mec2011.1 - Obra do próprio, FAL, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15372504 |
Pode-se dizer que, em um movimento uniforme, a velocidade escalar média é a mesma que a velocidade escalar instantânea. Por velocidade escalar média entende-se a divisão do espaço total percorrido pelo tempo total gasto. Já a velocidade escalar instantânea pode ser descrita, de maneira simples, como a velocidade momentânea que um móvel está em um tempo específico. Como no MU a velocidade é sempre a mesma, a velocidade escalar instantânea e a velocidade escalar média são iguais.
Assim, no MU:
Velocidade escalar: constante;
Aceleração escalar: nula;
A trajetória do corpo, no MU, é variada. Quando ocorre em linha reta, o chamamos de movimento retilíneo e uniforme (MRU), seguindo as mesmas propriedades do MU (velocidade e aceleração constantes).
Os exercícios mais simples que envolvem MRU exigem o conhecimento da fórmula para obtenção da velocidade escalar:
$v=\dfrac{\Delta{S}}{\Delta{t}}$
Sendo:
$v$=velocidade escalar
$\Delta{S}=S_f-S_i$ (posição final menos posição inicial)
$\Delta{t}=t_f-t_i$ (tempo final menos tempo inicial)
$\Delta{S}=S_f-S_i$ (posição final menos posição inicial)
$\Delta{t}=t_f-t_i$ (tempo final menos tempo inicial)
Exercício de fixação 1
(PUC Minas) Durante uma tempestade, uma pessoa viu
um relâmpago e, após 3 segundos, escutou o barulho do
trovão. Sendo a velocidade do som igual a 340,0 m/s,
a que distância a pessoa estava do local onde caiu o
relâmpago?
a) 113 m
b) 1.130 m
c) 1.020 m
d) 102 m
Primeiramente, vamos destacar os dados apresentados no enunciado:
$\Delta{t}=3s$
$v=340m/s$
$\Delta{S} = ?$
Resolução:
Observando que as unidades são compatíveis, podemos prosseguir.
Aplicando a fórmula:
$v=\dfrac{\Delta{S}}{\Delta{t}}$
$340=\dfrac{\Delta{S}}{3}$
$340.3=\Delta{S}$
$\Delta{S}=1.020m$
Resposta: C
Função horária da posição
A função horária da posição no movimento uniforme é dada pela relação entre posição final e tempo.
É obtida da seguinte forma:
$v=\dfrac{\Delta{S}}{\Delta{t}}$
$\Delta{S}=v.\Delta{t}$
$\Delta{S}=v.(t_f-t_i)$
Em exercícios de movimento uniforme, o problema sempre começará no instante zero. Assim, $t_i=0$. Prosseguindo:
$\Delta{S}=v.t_f$
$S_f-S_i=v.t_f$
$S_f=S_i+v.t_f$
É importante decorar a posição de cada um dos parâmetros da função horária. É comum, em exercícios, eles serem substituídos pelos valores. Por exemplo, você verá em algumas atividades que a função horária de determinado corpo é $S_f=30+40.t_f$. É sua função identificar na fórmula qual dos números corresponde à posição inicial e à velocidade, os dois parâmetros constantes da função ($S_f$ e $t_f$ são as variáveis).
Exercício de fixação 2
Felipe mora em Florianópolis/SC. Ágata, em Tubarão/SC. Ambos partem, ao mesmo tempo, de suas cidades, com o objetivo de se encontraram. Felipe dirige em velocidade constante de 100km/h, enquanto Ágata dirige com aceleração nula e com velocidade de 120km/h. As cidades são separadas por 110km. Analisando a tabela abaixo e considerando que o caminho seja realizado em linha reta, aponte em qual cidade eles irão se encontrar (considere o valor mais próximo).
Distâncias Florianópolis X Cidade
São José - 9 km
Palhoça - 13km
Paulo Lopes - 40km
Imaruí - 86km
Capivari de Baixo - 100km
Resolução:
Para resolver esta questão, precisamos elaborar as funções horárias dos movimentos de Felipe e Ágata. Vamos considerar Florianópolis na posição 0km (origem do sistema de referência).
Felipe:
$S_{felipe}=S_i+v.t_f$
$S_{felipe}=0+100.t_f$
Ágata:
$S_{ágata}=S_i+v.t_f$
$S_{ágata}=110-120.t_f$ (velocidade negativa pois convencionamos que Florianópolis é a origem do sistema de referências. Assim, Ágata está partindo do final da trajetória e indo em direção à origem).
No momento de encontro, $S_{felipe}=S_{agata}$, logo:
$100.t_f=110-120.t_f$
$220.t_f=110$
$t_f=0,5$
Sabendo que $t_f=0,5$, podemos aplicar o valor em qualquer uma das funções horárias:
$S_{felipe}=100.t_f$
$S_{felipe}=100.0,5$
$S_{felipe}=50km$
O resultado mais próximo é 40km.
Resposta: Paulo Lopes.
Leia também sobre os gráficos do movimento uniforme, assunto recorrente nos vestibulares. Acesse: Gráficos do movimento uniforme (MU).
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