Movimento Em Uma Dimensão: Velocidade Média

No estudo do movimento, devemos ser capazes de usar o conceito de tempo e espaço para descrever o movimento sem considerar a causa dele. Essa parte da mecânica é chamada de cinemática.

Você tem como experiência, que o movimento representa a mudança constante da posição do corpo. Por exemplo, se você dirigir seu carro a partir da sua casa para um destino, sua posição sobre a superfície da Terra muda.

Velocidade Escalar Média

Para iniciar o estudo em cinemática, deve-se ter como noção a velocidade média. A velocidade escalar média, tem mais a ver com a experiência do nosso cotidiano, por exemplo, dirigir um carro. Se você dirigir seu carro por 100 kilômetros, e levar 2,0 horas para realiza-lo, sua velocidade escalar média é de (100 km)/(2,0 h) = 50 km/h.

v_{méd}=\frac{d}{\Delta t}

Para uma partícula que se move por uma distância d (módulo de distância) no intervalo de tempo \Delta t (módulo de tempo), a velocidade escalar média v_{méd} é matematicamente definida como a equação acima descrita.

A velocidade escalar não é um vetor, portanto, não precisamos de nos preocupar com o sentido e a direção da partícula.

Velocidade Vetorial Média

Se uma partícula estiver em movimento durante um intervalo de tempo \Delta t=t_{f}-t_{i}, seu deslocamento é \Delta \vec{x}=\vec{x}_{f}-\vec{x}_{i}. Por que o módulo de deslocamento é um vetor? Porque tal deslocamento foi definido como a mudança na posição da partícula no eixo x, o que significa que tem sentido e direção, ou seja, (x_{f}-x_{i})\hat{i}.

v_{x\textup{ }méd}=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{x_{f}-x_{i}}{t_{f}-t_{i}}

A velocidade vetorial média v_{x\textup{ }méd} de uma partícula é a razão entre seu deslocamento para o intervalo de tempo.

O x indica o movimento ao longo do eixo x, portanto, a velocidade vetorial média possui a grandeza do comprimento dividido pelo tempo, em unidades do Sistema Internacional. Significa então, quenão nos preocupamos com o caminho (distância) percorrido entre os pontos inicial e final, e sim das coordenadas inicial e final da partícula.

Porém, a velocidade escalar média não oferece detalhes do movimento, apenas apresenta o resultado. Já a velocidade vetorial média indica o sentido e a direção do vetor, podendo ser um sinal positivo ou negativo.

A distância (escalar) se preocupa apenas no valor percorrido, a qual depende da trajetória. O deslocamento (vetorial) se preocupa apenas entre as coordenadas inicial e final da partícula e não depende da trajetória.

Conceito

A distância (escalar) se preocupa apenas no valor percorrido, a qual depende da trajetória. O deslocamento (vetorial) se preocupa apenas com as coordenadas inicial e final da partícula e não depende da trajetória.

Se x_{f}-x_{i}>0, \Delta x é positivo, então v_{x\textup{ }méd} também é positivo, portanto, a velocidade vetorial média está na direção de x no sentido positivo. Entretanto, se x_{f}-x_{i}<0, \Delta x é negativo, então v_{x\textup{ }méd} também é negativo, portanto, a velocidade vetorial média está na direção de x no sentido negativo.

Note que o intervalo de tempo \Delta t é sempre positivo. Pois é impossível afirmar que o tempo é negativo, já que o tempo nunca é de sentido oposto.

O entendimento entre grandezas escalar e vetorial para velocidade média, diverge uma da outra, pelo motivo de uma ser apenas o número em unidades da distância percorrida e a outra a coordenada com sentido e direção, respectivamente.

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