Velocidade – Conceito, fórmulas e exercícios

Velocidade logoQuando falamos em velocidade logo associamos com velocidade de um veículo. Talvez por ser algo comum em nosso dia a dia e ter um indicador mostrando a velocidade a cada instante. A maioria dos exercícios sobre velocidade também envolve veículos, inclusive os que disponibilizarei aqui no site. O que quero mostrar com isso é que essa grandeza está totalmente relacionada ao nosso cotidiano e que é totalmente visível, diferentemente de quando se trata de eletricidade que é uma matéria muito abstrata.

Velocidade Média

A velocidade média indica o que o próprio nome já diz: a média da velocidade em um determinado percurso. Para ficar mais claro, imaginem a seguinte situação: uma pessoa sai de Goiânia e vai para São Paulo. Durante a viagem teve os seguintes acontecimentos:

Parou três vezes para se alimentar e descansar;
Reduziu a velocidade em trechos urbanos;
Aumentou a velocidade várias vezes;

Com isso concluímos que durante a viagem a velocidade variou, hora estava a 40 Km/h e hora estava a 100 Km/h. Entretanto é possível calcular a média da velocidade durante a viagem. Vamos considerar que a distância da viagem seja de 900 km e que foi gasto 9 horas para fazer o percurso. A velocidade média nos indica qual a velocidade que se mantida constante durante todo o trajeto faríamos o percurso em 9 horas.

Como calcular a velocidade média

Existe uma fórmula simples para calcular a velocidade média, mas antes de mostrar a fórmula gostaria que a entendesse. A velocidade é uma relação entre espaço e tempo, por isso a velocidade dos veículos é medida em Km/h. Km indica o espaço percorrido e h indica o tempo gasto para percorrer. Sabendo disso é fácil deduzir a fórmula da velocidade.

Fórmula da velocidade média

Onde:

Vmédia: Velocidade média
∆S: variação do espaço (espaço percorrido)
∆t: tempo gasto

Velocidade instantânea – Velocidade em função do tempo

Utilizando o mesmo exemplo anterior, em uma viagem a velocidade do veículo varia a todo instante. Então, como calcular a velocidade em um determinado instante? Para que isso seja possível temos que considerar a aceleração constante. Feito isso, basta utilizar a fórmula:

Fórmula da velocidade em função do tempo

Vf: Velocidade final (velocidade instantânea)
Vi: Velocidade inicial
α: aceleração
t: tempo

Fórmula de Torricelli

Será possível calcular a velocidade instantânea sem a variável tempo? Sim! O matemático Torricelli conseguiu chegar a uma fórmula em que não é necessário conhecer o tempo. Em sua homenagem essa fórmula foi nomeada de Fórmula de Torricelli.

Fórmula de Torricelli

Onde:
Vf: Velocidade final ao quadrado
Vi: Velocidade inicial ao quadrado
α: aceleração
∆S: variação do espaço

Velocidade angular

Uma variação da velocidade tradicional, a velocidade angular mede o deslocamento angular em função do tempo. Imagine um carrossel, quanto tempo o carrossel gasta para dar uma volta, ou seja, quanto tempo leva para girar 360°? A fórmula para calcular a velocidade angular é bem parecida com a velocidade que vimos acima.
Fórmula da velocidade média angular

Complemente com exercícios:
Velocidade exercícios resolvidos
Velocidade Instantânea Exercícios Resolvidos

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