A velocidade é definida como vetor medição da taxa e direção do movimento. Simplificando, velocidade é a velocidade na qual algo se move em uma direção. A velocidade de um carro viajando para o norte em uma rodovia principal e a velocidade que um foguete lança no espaço podem ser medidas usando a velocidade.
Como você deve ter adivinhado, a magnitude escalar (valor absoluto) do vetor de velocidade é a Rapidez de movimento. Dentro cálculo termos, velocidade é a primeira derivada da posição em relação ao tempo. Você pode calcular a velocidade usando uma fórmula simples que inclui taxa, distância e tempo.
Fórmula de velocidade
A maneira mais comum de calcular o velocidade constante de um objeto que se move em linha reta é com esta fórmula:
r = d / t
- r é a taxa ou velocidade (às vezes denotada como v para velocidade)
- d é a distância movida
- t é o tempo que leva para completar o movimento
Unidades de velocidade
As unidades SI (internacionais) para velocidade são m / s (metros por segundo), mas a velocidade também pode ser expressa em quaisquer unidades de distância por tempo. Outras unidades incluem milhas por hora (mph), quilômetros por hora (km / h) e quilômetros por segundo (km / s).
Velocidade, velocidade e aceleração
Velocidade, velocidade e aceleração estão todos relacionados entre si, embora representem medidas diferentes. Cuidado para não confundir esses valores entre si.
- Rapidez, de acordo com sua definição técnica, é uma quantidade escalar que indica a taxa de distância do movimento por tempo. Suas unidades são comprimento e tempo. Dito de outra forma, a velocidade é uma medida da distância percorrida em um determinado período de tempo. A velocidade é frequentemente descrita simplesmente como a distância percorrida por unidade de tempo. É a rapidez com que um objeto está se movendo.
- Velocidade é uma quantidade vetorial que indica deslocamento, tempo e direção. Diferentemente da velocidade, a velocidade mede deslocamento, uma quantidade vetorial indicando a diferença entre as posições final e inicial de um objeto. A velocidade mede a distância, uma quantidade escalar que mede o comprimento total do caminho de um objeto.
- Aceleração é definido como uma quantidade vetorial que indica a taxa de mudança de velocidade. Tem dimensões de duração e tempo ao longo do tempo. A aceleração é geralmente chamada de "aceleração", mas realmente mede as mudanças na velocidade. A aceleração pode ser experimentada todos os dias em um veículo. Você pisa no acelerador e o carro acelera, aumentando sua velocidade.
Por que a velocidade é importante
A velocidade mede o movimento começando em um lugar e indo em direção a outro lugar. As aplicações práticas da velocidade são infinitas, mas um dos motivos mais comuns para medir a velocidade é determinar a rapidez com que você (ou qualquer coisa em movimento) chegará a um destino a partir de um determinado local.
O Velocity possibilita a criação de horários de viagem, um tipo comum de problema de física atribuído aos alunos. Por exemplo, se um trem deixar a Penn Station em Nova York às 14h. e você sabe a velocidade na qual o trem está se movendo para o norte, é possível prever quando ele chegará à South Station, em Boston.
Problema de velocidade da amostra
Para entender a velocidade, dê uma olhada em um exemplo de problema: um estudante de física joga um ovo em um prédio extremamente alto. Qual é a velocidade do ovo após 2,60 segundos?
A parte mais difícil de resolver a velocidade em um problema de física como esse é selecionar a equação correta e inserir as variáveis certas. Nesse caso, duas equações devem ser usadas para resolver o problema: uma para encontrar a altura do edifício ou a distância que o ovo viaja e outra para encontrar a velocidade final.
Comece com a seguinte equação para distância para descobrir a altura do edifício:
d = vEu* t + 0,5 * a * t2
Onde d é distância vEu é a velocidade inicial, t é tempo e uma é aceleração (que representa a gravidade, neste caso, a -9,8 m / s / s). Conecte suas variáveis e você obtém:
d = (0 m / s) * (2,60 s) + 0,5 * (- 9,8 m / s2) (2,60 s)2
d = -33,1 m (sinal negativo indica direção para baixo)
Em seguida, você pode conectar esse valor de distância para resolver a velocidade usando a equação final da velocidade:
vf = vEu + a * t
Onde vfé a velocidade final, vEu é a velocidade inicial, uma é aceleração e t é hora. Você precisa resolver a velocidade final porque o objeto acelerou ao descer. Como o ovo caiu e não foi jogado, a velocidade inicial foi de 0 (m / s).
vf = 0 + (-9,8 m / s2) (2,60 s)
vf = -25,5 m / s
Assim, a velocidade do ovo após 2,60 segundos é de -25,5 metros por segundo. A velocidade é comumente relatada como um valor absoluto (apenas positivo), mas lembre-se de que é uma quantidade vetorial e tem direção e magnitude. Geralmente, mover-se para cima é indicado com um sinal positivo e para baixo com um negativo; basta prestar atenção à aceleração do objeto (negativo = desacelerar e positivo = acelerar).