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Velocidade escalar média

Física

A velocidade escalar média é fruto da razão entre o espaço percorrido por um móvel e o tempo gasto no trajeto.
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Observe o seguinte exemplo: um móvel parte às 10 horas da manhã de uma cidade que está situada no km 30 de uma rodovia. Às 15 horas da tarde ele chega ao seu destino, uma cidade situada no km 250. Sabendo da situação acima, podemos calcular qual foi a velocidade média que o móvel teve até chegar ao seu destino final. Mas por que calcular a velocidade escalar média? Ao trafegar por um determinado percurso, um móvel qualquer muda constantemente sua velocidade, seja para ultrapassar um veículo mais lento, seja para passar por uma lombada eletrônica. Sendo assim, a velocidade média dá-nos uma visão de qual foi a velocidade que o móvel manteve na maioria do seu percurso.

Velocidade escalar média é definida como a razão da variação da posição do móvel pela variação do tempo gasto para percorrer o trajeto. Matematicamente, temos:

  • ΔS é a variação da posição do móvel: ΔS = Sf – Si;

  • Δt é a variação do tempo: Δt = tf – ti.

A unidade de medida da velocidade média, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), é o m/s, mas existem outras, como o cm/s e o km/h. Quando necessário, é possível transformar a unidade de velocidade. Para transformar m/s para km/h, basta multiplicar o valor da velocidade média por 3,6; se for necessário o contrário, ou seja, transformar km/h para m/s, basta dividir o valor da velocidade média por 3,6. Veja o esquema:

De km/h para m/s: basta dividir por 3,6;
De m/s para km/h: basta multiplicar por 3,6.

Voltando ao exemplo inicial, podemos calcular a velocidade escalar média do móvel.

ΔS =250 – 30 = 220 km
Δt = 15 – 10 = 5h

Fazendo a razão entre a variação da posição pela variação do tempo, podemos concluir que a velocidade média do móvel durante o percurso foi de 44 km/h.

Velocidade escalar instantânea

A velocidade escalar instantânea é a velocidade em determinado instante específico. Para calcular a velocidade instantânea, é necessária a utilização de uma operação matemática denominada de limite. Nessa operação, pegamos intervalos de tempo muito pequenos, ou seja, fazendo-os tender para zero. Matematicamente, temos a seguinte relação que define a velocidade escalar instantânea:

A unidade da velocidade instantânea é a mesma da velocidade média (km/h, m/s no SI ou ainda cm/s). Para transformar uma unidade em outra, basta fazer os mesmos cálculos que são utilizados na velocidade escalar média.

 

Por Marco Aurélio da Silva

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SANTOS, Marco Aurélio Da Silva. "Velocidade escalar média"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/velocidade-escalar-media.htm>. Acesso em 01 de maio de 2016.

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