Movimento uniforme

Dentro da Física, temos uma área chamada cinemática. Um dos principais temas estudados na cinemática é o movimento uniforme (também conhecida como M.U.).

O movimento uniforme tem como objeto de estudo o deslocamento de um corpo em um referencial com velocidade constante.

A questão da velocidade constante é importante, pois é ela que diferencia o movimento uniforme do movimento uniformemente variado (que não possui velocidade constante).

Temos dois tipos principais de movimento uniforme, que se diferenciam pelo tipo de trajetória feita. São eles:

• Movimento uniforme (M.U.): a trajetória pode ser reta, curva, ou ter qualquer formato.

• Movimento retilíneo uniforme (M.R.U.): a trajetória sempre é uma linha reta.

Podemos colocar o corpo em um plano cartesiano e calcular sua posição.

Um exemplo no movimento retilíneo uniforme é colocar um corpo no eixo x, fazendo com que ele possa se deslocar para o sentido negativo ou positivo.

Para calcular a posição de um corpo que descreve um movimento uniforme, podemos utilizar a seguinte fórmula:

Sendo:

• s é a posição do corpo na trajetória em algum instante de tempo.
•  é a posição inicial do corpo.
• v é a velocidade do corpo.
• t é o intervalo de tempo.

Existem dois tipos de velocidade:

• Velocidade média: uma média das velocidades, dado um intervalo de espaço e tempo.

• Velocidade instantânea: a velocidade específica em um instante de tempo.

Como se trata de um movimento uniforme, o valor da velocidade é o mesmo em cada instante de tempo, e isso ocorre porque a velocidade é sempre constante.

Por isso, no movimento uniforme, a velocidade instantânea é a mesma que a velocidade média. Portanto, para esse tipo de movimento, iremos considerar apenas a velocidade média.

Para o cálculo da velocidade média, temos a seguinte fórmula:

Sendo:

•  a velocidade média.
•  é a posição final menos a posição inicial (S - ).
• t é o intervalo de tempo. 

No movimento uniforme, temos dois tipos de movimento:

• Movimento progressivo: quando o corpo se desloca no mesmo sentido em que a orientação positiva da trajetória, tendo uma velocidade positiva e um  positivo.

• Movimento retrógrado: quando o corpo se desloca no mesmo sentido que a orientação negativa da trajetória, tendo uma velocidade negativa e um  negativo.

Uma parte importante da cinemática é a análise de gráficos. No movimento uniforme temos três tipos diferentes de gráficos:

Espaço x tempo

Pela equação horária do espaço, sabemos que se trata de uma função de primeiro grau. Portanto, o gráfico será uma reta inclinada.

A inclinação da reta será o valor da velocidade, ou seja, quanto maior a velocidade, maior a inclinação.

• Movimento progressivo: para o movimento progressivo, temos o seguinte tipo de gráfico:

Espaço versus tempo de um movimento progressivo

• Movimento retrógrado: para o movimento retrógrado, temos o seguinte tipo de gráfico:

Espaço versus o tempo de um movimento retrógrado.

Velocidade x tempo

Neste tipo de gráfico, teremos uma reta constante, já que a velocidade sempre tem o mesmo valor ao longo do tempo.

A área embaixo desta reta constante terá o valor da distância percorrida no movimento.

• Movimento progressivo: para o movimento progressivo, temos o seguinte tipo de gráfico:

Velocidade versus tempo de um movimento progressivo.

• Movimento retrógrado: para o movimento retrógrado, temos o seguinte tipo de gráfico:

Velocidade versus tempo de um movimento retrógrado.

Aceleração x tempo

Como a velocidade é constante, a aceleração é nula no movimento uniforme.

Logo, temos o seguinte gráfico:

Gráfico de aceleração versus tempo.

Quando temos duas partículas com movimento retilíneo uniforme, em uma mesma trajetória, podemos ter dois casos: ou as duas estão no mesmo sentido, ou em sentidos opostos.

Mesmo sentido

Duas partículas se movendo no mesmo sentido.

No caso de dois corpos no mesmo sentido, teremos uma subtração das velocidades.

Se , temos a seguinte fórmula:

Onde:

•  é a velocidade relativa.
•  é a velocidade do corpo com maior velocidade.
•  é a velocidade do corpo com menor velocidade.

Sentidos opostos

Duas partículas se movendo em sentidos opostos.

No caso de dois corpos em sentidos opostos, teremos uma soma das velocidades.

Então, teremos a seguinte fórmula:

Onde:

•  é a velocidade relativa.
•  é a velocidade do corpo a.
•  é a velocidade do corpo b.