A velocidade na física refere-se à magnitude do vetor que indica a variação da posição de um objeto para cada unidade de tempo. É um conceito crucial para o estudo da cinemática dos objetos.
O conceito de velocidade também é usado em muitas outras disciplinas além da física. Assim, por exemplo, também existem os conceitos de velocidade de reação em química, velocidade de internet em computação ou velocidade de recuperação em educação física.
O que é velocidade?
Em física, definimos velocidade como uma magnitude física que expressa o grau de deslocamento de um corpo em relação a um ponto em um determinado tempo. Essa variação é expressa no espaço, portanto é um valor vetorial, que indica uma magnitude e uma direção.
Existem dois tipos de velocidade: média e instantânea. A primeira é calculada dividindo a distância percorrida pelo tempo decorrido, enquanto a velocidade instantânea corresponde ao limite quando o intervalo de tempo tende a zero.
As unidades no sistema internacional de unidades são metros por segundo (m/s), quilômetros por hora (km/h) ou milhas por hora (mph).
Tipos de velocidade: Linear e Angular
A velocidade linear é uma magnitude física derivada que é definida como o quociente entre o deslocamento e o tempo de um objeto que não muda de direção.
No entanto, quando um corpo gira em torno de um eixo, a velocidade angular ω aparece. A velocidade angular indica a variação da posição angular no tempo.
Os corpos em rotação possuem dois tipos de velocidade: a angular, que indica a variação do ângulo, e a velocidade tangencial, que é a velocidade linear com direção tangente à curvatura em cada momento.
Fórmulas de velocidade
A velocidade é definida como a mudança na posição de um objeto em relação ao tempo.
Fórmula da Velocidade Linear
A fórmula para a velocidade média de um objeto é:
v = Δx/Δt
Onde:
v representa a velocidade.
Δx representa a mudança na posição ou a distância percorrida (o vetor de posição final menos o vetor de posição inicial)
Δt representa o tempo decorrido.
A velocidade pode ser negativa, o que significa que o objeto está se movendo para trás. Também pode ser nulo, o que significa que o objeto não está se movendo.
Fórmula da Velocidade Angular
Para calcular a velocidade angular média, a seguinte fórmula é usada:
ω = 2π/T
Onde,
ω é a velocidade angular em radianos por segundo
T é o período de rotação em segundos (o tempo que o objeto leva para completar uma volta)
π é a constante PI.
Diferença entre velocidade, rapidez e pressa
A velocidade indica a variação da posição de um objeto por unidade de tempo. A variação da posição é determinada pela diferença de dois vetores, portanto, a velocidade é um vetor que indica a direção do objeto.
Por outro lado, velocidade e velocidade são dois sinônimos e se referem à magnitude física da velocidade, independentemente da direção. A velocidade nos diz a variação da distância percorrida por unidade de tempo, mas não temos nenhuma informação sobre a direção e posição do objeto.
No entanto, é comum falar em velocidade referindo-se a velocidade.
Exemplos de velocidade
Dependendo de como um objeto se move ou se está sujeito a aceleração, diferentes tipos de movimentos são definidos:
No movimento retilíneo uniforme, o objeto tem velocidade constante e não muda de direção.
No movimento retilíneo uniformemente acelerado, o objeto não muda de direção, mas sua velocidade varia porque é afetado por uma aceleração constante. Neste caso, a velocidade inicial e final são diferentes.
No movimento circular uniforme, o objeto gira em um eixo, mas não está sujeito a nenhuma aceleração (nem angular nem tangencial).
No movimento circular uniformemente acelerado, o objeto gira em um eixo e está sujeito a uma aceleração constante que pode ser angular ou linear.
