Física · Ensino fundamental · aula 1 de 1 · ~3 min de leitura
Movimento e velocidade média
O que significa estar em movimento, como calcular a velocidade média e como passar de km/h para m/s.
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Parado ou em movimento?
Você está sentado em um ônibus na estrada. Está parado ou em movimento? As duas respostas estão certas: parado em relação ao banco, em movimento em relação ao poste lá fora.
Em física, um corpo está em movimento quando a sua posição muda em relação a um referencial, isto é, um ponto ou objeto escolhido para comparação. Não existe movimento "absoluto": é sempre em relação a alguma coisa. A própria Terra, que parece imóvel, gira e viaja em volta do Sol.
O caminho que o corpo percorre chama-se trajetória.
Velocidade média
Velocidade diz o quanto a posição muda em certo tempo. Para uma viagem inteira, calcula-se a velocidade média:
velocidade média = distância percorrida ÷ tempo gasto
Um ônibus que percorre 120 quilômetros em 2 horas:
120 km ÷ 2 h = 60 km/h
Isso não quer dizer que o velocímetro marcou 60 o tempo todo. O ônibus parou no semáforo, acelerou na descida, ficou preso atrás de um caminhão. A média é a velocidade constante que faria o mesmo percurso no mesmo tempo. A velocidade em cada instante, a que o velocímetro mostra, é a velocidade instantânea.
Uma ciclista pedala 30 km em 1 hora e meia. Qual foi a sua velocidade média?
As três perguntas
A mesma relação responde a três perguntas diferentes:
| Quero saber | Faço |
|---|---|
| a velocidade | distância ÷ tempo |
| a distância | velocidade × tempo |
| o tempo | distância ÷ velocidade |
A 80 km/h, quanto tempo leva uma viagem de 200 km? 200 ÷ 80 = 2,5 horas, ou seja, duas horas e meia.
Unidades: km/h e m/s
No dia a dia usamos quilômetros por hora. Na ciência, a unidade padrão é o metro por segundo (m/s). Como 1 km tem 1000 metros e 1 hora tem 3600 segundos:
- de km/h para m/s: divida por 3,6;
- de m/s para km/h: multiplique por 3,6.
Um carro a 72 km/h anda 72 ÷ 3,6 = 20 metros a cada segundo. É por isso que uma distração de dois segundos ao volante, para olhar o celular, significa 40 metros percorridos às cegas.
Algumas velocidades para comparar
| O quê | Velocidade aproximada |
|---|---|
| Pessoa caminhando | 5 km/h |
| Ciclista na cidade | 15 a 20 km/h |
| Som no ar | 1.235 km/h (343 m/s) |
| Terra em volta do Sol | 107.000 km/h |
| Luz no vácuo | 300.000 km por segundo |
Para praticar
- Você caminha 3 km em 40 minutos. Qual é a sua velocidade média em km/h? (Atenção: transforme os minutos em hora.)
- Um trem viaja a 90 km/h. Que distância percorre em 20 minutos?
- A luz do Sol leva cerca de 500 segundos para chegar à Terra. A que distância está o Sol, aproximadamente?
Teste o que você aprendeu
1. Um ônibus percorre 120 km em 2 horas. Qual foi a sua velocidade média?
2. Você está sentado em um trem em movimento. Em relação ao trem, você está:
3. Quanto vale 72 km/h em metros por segundo?
Fontes desta aula
- Paul Peter Urone, Roger Hinrichs e outros (OpenStax). Physics, seção 2.2, Speed and Velocity (2020).