Movimento uniforme

Movimento uniforme é o deslocamento que ocorre em linha reta e com velocidade constante, assim, percorre distâncias iguais em intervalos de tempos iguais. No movimento uniforme, não há aceleração.

Veja também: Conceitos básicos de Cinemática

Suponha que um veículo mova-se em movimento uniforme com velocidade de 30 km/h. Em um intervalo de tempo de 30 minutos (0,5 hora), esse veículo desloca-se 15 km; em 60 minutos (1 hora), desloca-se 30 km; em 2 horas, portanto, 60 km.

Todo movimento uniforme é retilíneo. Se o corpo estiver movendo-se em uma trajetória circular com velocidade constante, sempre haverá uma aceleração apontando para o centro das curvas (aceleração centrípeta), sendo assim, esse tipo de movimento não pode ser categorizado como uniforme, mas sim circular uniforme.

Fórmulas do movimento uniforme

No movimento uniforme, a posição varia com o tempo de forma constante. Podemos calcular a posição em que um móvel estará após um intervalo de tempo (t). Para tanto, devemos saber a sua posição inicial (S₀) e a velocidade (v) com a qual esse corpo desloca-se. Após ter identificado essas informações, basta utilizá-las na seguinte fórmula:

S – posição final do móvel
S₀ – posição inicial do móvel
v – velocidade do móvel
t – intervalo de tempo

Para utilizar essa fórmula, é necessário lembrar as unidades utilizadas para cada uma das grandezas acima de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI). De acordo com o SI, as posições são dadas em metros (m), a velocidade é dada em metros por segundo (m/s) e o intervalo de tempo é medido em segundos (s).

Além disso, a noção de referencial é fundamental para a aplicação correta da fórmula acima. Na Física, referencial é a posição em que se encontra o observador. É a partir dessa posição, denotada como 0, que definimos a posição inicial de um móvel. Observe a figura a seguir:

O referencial indica o sentido dos movimentos.

Na figura acima, temos um referencial (0) adotado e três móveis que se deslocam em diferentes sentidos. Para o veículo prata que está à esquerda do referencial, temos uma posição inicial negativa (S₀ = -12 m) – da mesma forma é para o veículo vermelho (S₀ = -8 m). Para o segundo veículo prata, temos uma posição inicial positiva (S₀ = 15 m). Perceba que a escolha do referencial afeta diretamente as posições iniciais dos móveis, além de determinar o sentido do seu movimento. Observe a figura a seguir:

Na figura acima, podemos perceber que a escolha do referencial (0) fez com que o primeiro carro prata, localizado à esquerda, estivesse aproximando-se, enquanto os demais veículos afastam-se. Essas são as duas possíveis classificações de movimentos uniformes: quando um móvel aproxima-se do referencial, chamamos seu movimento de regressivo; caso o móvel afaste-se, o movimento é progressivo.

Veja também: Movimento progressivo e regressivo

Velocidade média

A velocidade média de um movimento é calculada pela razão entre o deslocamento percorrido e o intervalo de tempo. Trata-se de uma grandeza importante para o estudo do movimento uniforme.

A fórmula utilizada para o cálculo da velocidade média é simplesmente uma forma diferente de se escrever a função horária da posição do movimento uniforme, mostrada anteriormente. Confira como é definida a fórmula da velocidade média:

v – velocidade média
ΔS – deslocamento
Δt – intervalo de tempo

Na fórmula acima, ΔS é chamado de deslocamento e mede a distância entre as posições final (S_f) e inicial de um móvel (S₀), portanto, ΔS = S_f - S₀. O intervalo de tempo decorrido entre a passagem do móvel pelas posições inicial e final é dado por Δt, calculado pela expressão Δt = t_f – t₀.

Unidades de velocidade

Como sabemos, a unidade de velocidade no SI é o metro por segundo (m/s), no entanto, é comum nos depararmos com situações em que a velocidade informada está em outra unidade, como o quilômetro por hora (km/h). A conversão entre essas duas unidades é bastante simples. Confira a imagem a seguir:

Para transformarmos de metros por segundo para quilômetros por hora, multiplicamos o valor pelo fator 3,6. Para realizarmos a transformação inversa, basta dividirmos a velocidade pelo mesmo fator.

Veja também: Como resolver exercícios de encontro e ultrapassagem

Gráficos do movimento uniforme

O movimento uniforme pode ser representado na forma de gráficos de posição em função do tempo com retas ascendentes ou descendentes. Retas ascendentes correspondem a movimentos progressivos, ou seja, movimentos nos quais os móveis afastam-se de seu referencial. As retas descendentes são usadas para movimentos regressivos, aqueles nos quais os móveis aproximam-se dos seus referenciais.

Observe o gráfico abaixo, que representa o movimento de um móvel que se desloca com velocidade constante, afastando-se do seu referencial.

Já o gráfico abaixo representa um móvel que se desloca em movimento regressivo. Observe:

Outra informação importante e bastante útil diz respeito ao cálculo do deslocamento percorrido pelo móvel a partir dos gráficos. No entanto, esse método só funciona para gráficos de velocidade em função do tempo (v(t)), como o mostrado a seguir:

No gráfico mostrado acima, por exemplo, a área pintada equivale à área de um retângulo, que pode ser calculada pela fórmula a seguir:

A – área
b – aresta da base
h – altura

Veja também: Gráficos do Movimento Uniforme

Exercícios sobre movimento uniforme

1) Um observador percebe que um veículo, inicialmente a uma distância de 30 m, afasta-se com velocidade constante de 90 km/h. Em relação a esse movimento, responda:

a) Qual é a classificação do movimento desse veículo? Explique.

b) Determine a função horária da posição desse veículo em unidades do SI.

c) Em qual instante de tempo esse veículo estará na posição 80 m?

Resolução:

a) Como o veículo afasta-se de seu observador, o seu movimento é progressivo. Além disso, como sua velocidade é constante, trata-se de um movimento uniforme e progressivo.

b) Para determinarmos a função horária do movimento, precisamos ler o exercício e identificar algumas grandezas, como posição inicial e velocidade. Ao fazê-lo, é possível perceber que a trajetória do veículo foi iniciada na posição 30 m, logo, S₀ = 30 m. Já a sua velocidade, de 90 km/h, precisa ser expressa no SI. Para isso, basta dividi-la pelo fator 3,6, portanto, v = 25 m/s.

c) Podemos calcular o instante em que o veículo passará pela posição S = 80 m substituindo esse número na fórmula encontrada acima. Veja: