O que é movimento?

Vou lhe perguntar o que deveria ser uma pergunta simples: você está se mudando agora? Se você está sentado em uma mesa na frente de um computador, provavelmente respondeu ‘não’. Mas, na verdade, você está se movendo a uma velocidade insana.

No momento, você está girando ao redor da Terra a uma velocidade de 770 milhas por hora a leste. A Terra também está orbitando o Sol a 66.000 milhas por hora. E, então, o sistema solar está se movendo em direção a outros sistemas solares a 43.000 milhas por hora (aproximadamente na direção de Hércules), enquanto também orbita em torno do centro da galáxia a 483.000 milhas por hora na direção de Cygnus. E, então, toda a galáxia está se movendo em direção a outras galáxias a 1,3 milhões de milhas por hora, fazendo com que nos movamos na direção entre Leão e Virgem.

Então, sim, você está se movendo. Para descobrir sua velocidade total, você teria que somar todas essas velocidades como vetores e encontrar o total. Você não pode dizer que está se movendo porque seu corpo só pode sentir a aceleração. Quando você se move a uma velocidade constante, não consegue sentir muita coisa. Assim como não parece que você está se movendo quando está em uma viagem de avião muito, muito suave.

Mas, tecnicamente, quando você respondeu: ‘Não, não estou me movendo’, você também não estava realmente errado. Isso porque depende do que estamos medindo o movimento. A relatividade nos diz que nenhum movimento é absoluto. Em relação ao sol, você está se movendo a 66.000 milhas por hora. Mas, em relação à sua mesa, provavelmente você não está se movendo. Ambos são igualmente verdadeiros. O movimento é relativo – depende do seu ponto de vista, de onde você está vendo o movimento. Então, realmente, movimento é apenas movimento relativo a algum outro objeto ou quadro de referência.

Equações

Existe uma equação básica de movimento que todos devem saber. Ele diz que a velocidade, s , medida em metros por segundo, é igual à distância, d , medida em metros, dividida pelo tempo, t , medida em segundos. Se você viajar 10 metros em 2 segundos, então você viajou 10/2, ou 5 metros por segundo, ou seja, 5 metros a cada segundo.

Se sua velocidade não estiver mudando, isso é tudo que existe. Mas, se sua velocidade está mudando, então a equação muda para dizer que sua velocidade média é igual à distância total dividida pelo seu tempo total. E, se sua velocidade está mudando, isso significa que você está acelerando.

Uma aceleração é apenas uma mudança na velocidade durante um período de tempo. A equação para aceleração, a , medida em metros por segundo ao quadrado, é a velocidade final, vf , medida em metros por segundo, menos a velocidade inicial, vi , também medida em metros por segundo, dividida pelo tempo que levou para essa velocidade mudar , t , medido em segundos.

Cálculo de exemplo

Talvez isso ficasse mais claro se examinássemos um exemplo. Digamos que você esteja andando de bicicleta e pedale por 5 segundos, viajando 6 metros, então você acelera instantaneamente e viaja 10 metros em 4 segundos. E a pergunta pede que você calcule sua velocidade durante os últimos 4 segundos e sua velocidade média durante todo o movimento.

Para descobrir sua velocidade nos últimos 4 segundos, basta fazer a velocidade igual à distância dividida pelo tempo, que é 10/4, que funciona a 2,5 metros por segundo. E, então, para obter sua velocidade média durante todo o movimento, você pega sua distância total e divide pelo seu tempo total. Sua distância total é 6 + 10, o que equivale a 16 metros, e seu tempo total é 5 + 4, o que equivale a 9 segundos. Divida 16 por 9 e você terá 1,78 metros por segundo. Portanto, sua velocidade nos últimos 4 segundos foi de 2,5 metros por segundo e sua velocidade média em todo o movimento foi de 1,78 metros por segundo.

E, então, digamos que você receba mais algumas informações. Digamos que o período de aceleração entre as duas velocidades não foi realmente instantâneo. Afinal, quem pode acelerar instantaneamente em uma bicicleta? Isso é impossível. Sempre leva algum tempo. E digamos que levou 2 segundos para aumentar a velocidade da bicicleta de 1,2 metros por segundo para 2,5 metros por segundo. Qual foi a sua aceleração nesses dois segundos?

Bem, a aceleração é a velocidade final menos a velocidade inicial dividida pelo tempo que levou para sua velocidade mudar. Então, isso é 2,5 – (1,2 / 2), que é igual a 0,65 metros por segundo ao quadrado. Então, essa é a sua aceleração. E é isso – terminamos.

Resumo da lição

Você pode pensar que não está se movendo, mas na verdade está girando na Terra, orbitando ao redor do Sol, orbitando ao redor do centro da galáxia e fazendo zoom para colidir com Andrômeda. Você está se movendo muito. Mas dizer que você não está se movendo também não é errado. O movimento é relativo – depende do seu ponto de vista, de onde você está vendo o movimento. Movimento é apenas movimento em relação a algum outro objeto ou quadro de referência.

A equação básica para o movimento diz que a velocidade, s , medida em metros por segundo, é igual à distância, d , medida em metros, dividida pelo tempo, t , medida em segundos. Se sua velocidade estiver mudando, a equação muda para dizer que sua velocidade média é igual à distância total dividida pelo seu tempo total.

E, se sua velocidade está mudando, isso significa que você está acelerando. Uma aceleração é apenas uma mudança na velocidade durante um período de tempo. A equação para aceleração diz que a aceleração, a , medida em metros por segundo ao quadrado, é igual à velocidade final, vf , medida em metros por segundo, menos a velocidade inicial, vi , também medida em metros por segundo, dividida pela tempo que levou para essa velocidade mudar, medido em segundos. Contanto que você entenda as informações fornecidas, você pode simplesmente inserir números nessas equações e resolver a variável ausente. É muito simples.

Resultados de Aprendizagem

Você poderá fazer o seguinte após esta lição:

Descreva a natureza relativa do movimento
Defina a aceleração
Identifique as equações para movimento e aceleração