Calculando a velocidade

Se traçarmos no Google Maps um destino da cidade do Rio de Janeiro (RJ) até Vitória (ES), teremos duas rotas por terra e uma por avião. Se você reparar, nas três rotas temos diferentes tempos estimados de viagem, o que na física chamamos de Intervalo de Tempo (Δt). O Δt é diferente nas três rotas devido a Diferença de Espaço (ΔS), e principalmente, a velocidade média (Vm) estipulada em cada rota. Nesta postagem, iremos discutir um pouco sobre velocidade. Acompanhe:

 Quando falamos em movimento, nós podemos imaginar um carro em uma avenida, um atleta correndo, um leopardo atrás da presa, entre diversas ouras coisas. Ambos os exemplos podem representar um movimento, mas será que podemos dizer que são movimentos iguais? Não.

 Uma lesma se movimenta mais devagar que um leopardo, porém, um jato pode se movimentar mais rápido que ambos. Com isso, podemos perceber que além do trajeto, cada movimento tem a sua rapidez. Quanto mais rápido um corpo se movimenta, menos tempo ele vai precisar para chegar ao destino.

 A rapidez de um corpo é calculada pela grandeza velocidade (v). Quanto maior a velocidade de um corpo, maior sua rapidez. A velocidade é a relação entre tempo e espaço, que podemos obter da seguinte forma:

 Se por exemplo, começarmos uma viagem do Rio até Vitória utilizando a rota principal indicada no mapa acima, ligarmos um conômetro, e checarmos a quilometragem ao longo do percurso, poderemos registrar pontos de tempo (t) e espaço (s). Veja no mapa a seguir:

Através dessas informações, podemos traçar o gráfico espaço x tempo (s x t), no qual ficaria assim:

 A área A no gráfico sempre vai ser igual a velocidade média escalar de qualquer percurso, portanto A = Vm.
Calculamos a velocidade também com a seguinte fórmula geral: v = s (espaço) / t (tempo). A velocidade pode ser medida em m/s (metros por segundo) ou km/h (quilômetros por hora). Porém a diferentes casos em que a velocidade é aplicada, ela pode ser média ou instantânea. Veja a diferença a seguir:

VELOCIDADE MÉDIA (Vm):

Veja a seguinte situação:

 Um homem precisa chegar ao trabalho em 5 minutos, porém, seu escritório fica a 7Km de sua casa. Qual a velocidade média que ele deverá fazer em seu trajeto para que possa chegar a tempo no seu trabalho? Desconsidere as condições de trânsito.

 Neste caso, nós precisamos, primeiramente, juntar os dois principais dados que a questão nos deu:

 O homem precisa de 5 minutos, porém, para calcularmos a velocidade, nós precisamos converter esse tempo em segundos ou em hora, observe: se em 1min eu tenho 60s, em 5min eu tenho 300s.

 Se iremos trabalhar com segundos, teremos que converter quilômetros em metros, observe: a questão diz que seu escritório está á 7km de sua casa, o que equivale a 7000m.

 Portanto se utilizarmos a formula geral s/t, obtemos a seguinte situação:

Vm (velocidade média) = 7000m/300s

Vm = 23,33 m/s aproximadamente.

 Nós sabemos bem que em uma viagem comum, o carro não atinge sempre a mesma velocidade, ela varia de acordo com os semáforos, o trânsito, os acontecimento durante o percurso, portanto, em uma viagem do Rio de Janeiro até Vitória como apresentamos anteriormente, o carro pode atingir diversas velocidades diferentes ao longo do tempo; e é isso o que difere a velocidade média da velocidade instantânea.

 A Velocidade Média foi exatamente o que calculamos na questão anterior, é a relação entre o espaço percorrido em um trajeto e o intervalo de tempo gasto para completar esse percurso no total. Ela não é dada pela média aritmética das velocidades atingidas durante o percusso, pois ela é o valor correspondente à velocidade constante necessária para percorrer todo o trajeto em determinado intervalo de tempo, dada com a fórmula Δs/Δt. Já a Velocidade Instantânea é, como o nome diz, a velocidade de um certo instante em que, por exemplo, o carro se movimenta para ir até Vitória. Ela é a medida mostrada no velocímetro do carro.

 Se analisarmos a questão anterior, percebemos o quanto a conversão de unidades é importante na física. Portanto, é importante saber a conversão de unidades de comprimento e a de tempo, assim como a de velocidade, nesse caso:
1m/s = 3,6km/h, sendo assim, temos a seguinte condição: