Cinética e Mecânica: Como calcular velocidade e posição de um móvel
Um móvel parte da posição inicial S0 = 15 m e, após 5 segundos, encontra- se na posição SF = 45 m.
A cinemática é a área da física que estuda o movimento dos corpos sem levar em conta as forças que o causam. Ela é responsável por estudar grandezas como posição, velocidade e aceleração, que são fundamentais para compreender a mecânica dos objetos em movimento. Neste artigo, iremos explicar como calcular a velocidade média e a posição de um móvel em movimento utilizando fórmulas e conceitos básicos da cinemática.
- Leita tambem:
- Um armário cabe um volume total de 12 m³
Velocidade média: conceito e cálculo
A velocidade média é definida como a variação de posição de um móvel em relação ao tempo decorrido, ou seja, é a distância percorrida dividida pelo tempo gasto. A fórmula para calcular a velocidade média é:
Vm = ΔS/Δt
Onde:
Vm: velocidade média (m/s) ΔS: variação de posição (m) Δt: variação de tempo (s)
Para aplicar a fórmula, é necessário conhecer a posição inicial e final do móvel, bem como o intervalo de tempo que ele levou para se deslocar. No exemplo dado no enunciado, o móvel partiu da posição inicial S0 = 15 m e, após 5 segundos, encontrou-se na posição final SF = 45 m. Logo, podemos calcular a velocidade média do móvel:
Vm = (SF – S0)/(tf – t0) Vm = (45 – 15)/(5 – 0) Vm = 6 m/s
Portanto, a velocidade média desse móvel foi de 6 m/s.
Função horária da posição: conceito e cálculo
A função horária da posição é uma equação matemática que relaciona a posição de um móvel em determinado instante de tempo. Essa função é útil para prever a posição futura do móvel em movimento. A fórmula para calcular a função horária da posição é:
S = So + Vot + (at^2)/2
Onde:
S: posição do móvel no tempo t (m) So: posição inicial do móvel (m) Vo: velocidade inicial do móvel (m/s) a: aceleração do móvel (m/s²) t: tempo decorrido (s)
Para calcular a função horária da posição do móvel, é necessário conhecer a posição inicial, a velocidade inicial e a aceleração do móvel. No exemplo dado, a posição inicial do móvel é S0 = 15 m e a velocidade média é Vm = 6 m/s. Como não temos informações sobre a aceleração do móvel, consideraremos que ele está se movendo com velocidade constante, ou seja, sem aceleração. Nesse caso, a aceleração é igual a zero e a função horária da posição fica simplificada para:
S = So + Vot
Substituindo os valores conhecidos, temos:
S = 15 + 6t
Portanto, a função horária da posição do móvel é S = 15 + 6
Determinação da posição em um instante de tempo
Por fim, é possível determinar a posição de um móvel em um determinado instante de tempo utilizando a função horária da posição. Basta substituir o valor do tempo na função e calcular o resultado. No exemplo dado, queremos saber a posição do móvel quando ele passou 2 segundos. Para isso, basta substituir t = 2 na função horária da posição:
S = 15 + 6t
S = 15 + 6(2)
S = 27 m
Portanto, a posição do móvel após 2 segundos é de 27 metros.
Conclusão
A cinemática é uma área fundamental da física para entender o movimento dos corpos. Neste artigo, apresentamos conceitos básicos e fórmulas para calcular a velocidade média e a função horária da posição de um móvel em movimento. Utilizando um exemplo prático, demonstramos como essas fórmulas podem ser aplicadas para resolver problemas simples de movimento. Esperamos que este artigo tenha sido útil para você compreender melhor a cinemática e suas aplicações na mecânica.
