Coé rapaziada! Segue uma revisão bacana de gráfico de MU e MUV, um assunto muito importante dentro da Física! Espero que gostem!
- Gráficos do MU
Os gráficos são ferramentas importantes que relacionam o comportamento de duas grandezas. Conhecendo esse comportamento, é possível prever o que vai acontecer com um sistema físico, mesmo sem realizar a experiência (que em certos casos, não é nem possível). No MRU, os gráficos mais importantes são aqueles que relacionam as grandezas posição (s), velocidade (v) e aceleração (a) com o instante de tempo (t).
1.1 Gráfico s x t
Observe a tabela abaixo que mostra em que posições um corpo se encontra em função do tempo.
| t (s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| s(m) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
Observe que, para cada intervalo de tempo de 5 segundos, o corpo se desloca 5 metros 25 – 20 = 5 m), caracterizando o movimento uniforme. Os dados acima podem ser plotados em um gráfico s x t.
Portanto, no início do problema (instante zero), o corpo se encontra na posição 0 m. Um segundo depois (t = 1 s), o corpo se encontra na posição 5 m e assim, sucessivamente. Ao ligarmos os pontos assinalados no gráfico, obtemos uma linha reta crescente.
Duas conclusões podem sem tiradas dessa reta inclinada crescente:
- O movimento é uniforme.
- O movimento é progressivo (v > 0).
Caso o movimento ocorra no sentido contrário da orientação positiva, a reta inclinada será descrente, a velocidade é negativa e o movimento é retrogrado.
Para calcular a velocidade média do corpo a partir do gráfico s x t:
- Determine a variação da posição e do tempo, como mostra o gráfico abaixo e use a fórmula da velocidade média. Esse é o método mais utilizado.
1.2 Gráfico v x t
Calculamos a velocidade média do corpo (5 m/s) no gráfico s x t anterior. Agora, vamos plotar esse valor em gráfico que relaciona a velocidade do corpo em função do tempo. O gráfico é uma linha reta na horizontal. A velocidade é constante e, portanto, apenas o valor o instante de tempo muda.
Existem dois tipos de gráficos v x t no MRU:
- Reta na horizontal acima do eixo do tempo. A velocidade é constante e o movimento é progressivo.
- Reta na horizontal abaixo do eixo do tempo. A velocidade é constante e o movimento é retrógrado.
A área do gráfico v x t em certo intervalo de tempo é numericamente igual ao deslocamento nesse intervalo de tempo.
Assista esse exercício teórico que eu fiz!
1.3 Gráfico a x t
A aceleração é determinada pela variação da velocidade de um corpo. Mas, no movimento uniforme, a aceleração é nula pois não há variação da velocidade.
Graficamente, a sua representação tem que ser uma reta coincidente com o eixo do tempo, mostrando que para qualquer instante escolhido a aceleração é sempre nula. A figura a seguir representa o gráfico a x t de um corpo em M.R.U.
- Gráficos do MUV
Já estudamos a importância dos gráficos no movimento uniforme. As grandezas posição, velocidade e aceleração são relacionadas com o tempo. No MUV, isso não é diferente. A interpretação dos gráficos permite compreender o movimento e até prever o que vai acontecer com o corpo no futuro.
2.1 Gráfico s x t
Observe a tabela abaixo que mostra a posição de um corpo durante 5 segundos. Para cada segundo, a distância percorrida aumenta, o que mostra que o movimento não é uniforme e a velocidade em cada trecho está aumentado. Portanto, é um movimento acelerado.
| t (s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| s(m) | 0 | 1 | 4 | 9 | 16 | 25 |
Construímos um gráfico de posição e tempo (s x t) com os valores da tabela.
A junção desses pontos forma uma parábola.
Isso ocorre, pois, a equação da posição no MUV é uma equação do segundo grau. A concavidade da parábola determina se a aceleração é positiva (concavidade para cima) ou negativa (concavidade para baixo).
2.2 Gráfico v x t
No MUV, a velocidade do corpo muda de maneira uniforme (aceleração constante). A figura abaixo mostra um carro com velocidade inicial de 10 m/s. A sua velocidade aumenta de 2 m/s para cada segundo. A aceleração é constante e vale 2 m/s2.
Podemos montar o gráfico da velocidade e do tempo (v x t) de acordo com as informações acima.
A função horária da velocidade é uma equação do primeiro grau, por isso, o formato do gráfico é uma reta. A inclinação da reta informa o sinal da aceleração de acordo com a ilustração abaixo.
Assista esse exercício de conta bacana que eu fiz!
2.3 Gráfico a x t
No MUV, a aceleração é constante. Portanto, o gráfico da aceleração e do tempo (a x t) é uma reta na horizontal. A posição da reta em relação a origem determina o sinal da aceleração de acordo com a ilustração abaixo.
Beijos no coração e sucesso no ENEM ou na sua provinha! Não se esqueça de compartilhar nas redes sociais para que eu fique mais famoso que o Felipe Neto!