Velocidade média

Qual é a velocidade média?

O Velocidade média o A velocidade média é definida como o quociente entre o espaço percorrido e o tempo gasto em viajar naquele espaço. A velocidade é uma magnitude fundamental, tanto na física quanto na vida cotidiana das pessoas. Está presente em quase qualquer aspecto da vida das pessoas.

Essa presença de velocidade é especialmente perceptível na sociedade atual, na qual há uma demanda crescente por imediatismo. Obviamente, a velocidade também está intrinsecamente relacionada a uma infinidade de fenômenos físicos. De alguma forma, todas as pessoas têm uma idéia intuitiva e menos precisa sobre o conceito de velocidade.

É necessário distinguir entre velocidade média e velocidade instantânea. A velocidade instantânea é a velocidade que um corpo carrega em um certo momento, enquanto a velocidade média é a proporção entre deslocamento e tempo.

Além disso, deve -se notar que a velocidade é uma magnitude escalar; isto é, tem uma direção, um significado e um módulo. Dessa forma, a velocidade é aplicada a uma direção.

No sistema internacional, a velocidade é medida em metros por segundo (m/s), embora na vida cotidiana outras unidades sejam geralmente usadas, como quilômetros por hora (km/h).

Como calcular a velocidade média?

O cálculo da velocidade média é realizado a partir da seguinte expressão:

v_m = ∆s / ∆t = (s_{F -} s₀) / (t_{F -} t₀)

Nesta equação V_m É a velocidade média, ∆S é o aumento do deslocamento e ∆T é o aumento do tempo. Por sua parte, S_F  e s₀  Eles são o deslocamento final e inicial, respectivamente; enquanto t_F e T₀ Eles são o horário final e inicial, respectivamente.

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Outra expressão para o cálculo da velocidade média é:

v_m = s_t / t_t

Nessa expressão s_t É o deslocamento total e t_t É o tempo total investido em fazer esse deslocamento.

Como pode ser visto neste cálculo, apenas o deslocamento total e o tempo total usado nele são levados em consideração, sem que seja necessário levar em consideração como esse deslocamento ocorreu.

Também não é necessário saber se o corpo acelerou, parou ou fez toda a rota em velocidade constante.

Pode ser necessário realizar o cálculo inverso para determinar o deslocamento total da velocidade média e o tempo total usado.

Nesse caso, você só precisa limpar o deslocamento da primeira equação para obter a expressão que permite calculá -la:

∆S = V_m ∙ ∆t

Também pode ser feito se você precisar calcular o tempo gasto em um deslocamento feito em uma velocidade média conhecida:

∆T = V_m ∙ ∆S

Unidades de medição de velocidade

A velocidade pode ser expressa com diferentes unidades. Como mencionado acima, no sistema internacional, a unidade de medida é o metrô por segundo.

No entanto, de acordo com o contexto, pode ser mais conveniente ou mais prático usar outras unidades. Assim, no caso dos meios de transporte, o quilômetro por hora é geralmente usado.

Por sua parte, no sistema anglo -saxon de unidades, eles usam o pé por segundo (ft/s) ou a milha por hora (MPH) No caso de meios de transporte.

Na navegação marítima, o nó é geralmente usado; Por outro lado, na aeronáutica às vezes o número mach é usado, o que é definido como a proporção entre a velocidade de um corpo e a velocidade do som.

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Exercícios de cálculo de velocidade média

Exercício 1

Um exemplo típico no qual pode ser necessário calcular a velocidade média é um deslocamento entre duas cidades separadas.

Suponha que o caso em que tanto o deslocamento total (que não precisa coincidir com a distância entre as duas cidades) é conhecido na jornada entre as duas cidades - por exemplo, 216 quilômetros - bem como o tempo usado nessa jornada - Por exemplo, três horas-.

O cálculo da velocidade média seria realizado da seguinte forma:

v_m = ∆S / ∆T = 216/3 = 72 km / h

Se você deseja expressar a velocidade nas unidades do sistema internacional, a seguinte conversão deve ser realizada:

v_m = 72 km/h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m/s, uma vez que um quilômetro é de mil metros e uma hora é de 3600 segundos.

Exercício 2

Outro caso prático de cálculo da velocidade média é quando vários deslocamentos foram feitos em um certo período de tempo.

Suponha que uma mulher que fez vários passeios de bicicleta por vários dias e queira saber qual foi a velocidade média total de sua rota.

A mulher viajou as seguintes distâncias ao longo dos dias sucessivos: 30 quilômetros, 50 quilômetros, 40 quilômetros e 20 quilômetros.

As respectivas vezes usadas foram as seguintes: uma hora e meia, duas horas e meia, 2 horas e meia e uma hora e meia. Em seguida, a velocidade média resultante é calculada da seguinte forma:

v_m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h

Exemplos de velocidade média

Pode ser interessante saber alguns exemplos de velocidades de deslocamento médio para ter uma idéia mais intuitiva dos diferentes valores que a velocidade pode tomar.

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Pessoa andando

No caso de uma pessoa caminhar, o valor de sua velocidade média é considerado 5 quilômetros por hora. Se a mesma pessoa correr, você pode atingir metade da velocidade média.

Ciclista

A velocidade média de um ciclista amador pode ser estimada em torno de 16 quilômetros por hora, enquanto para um ciclista profissional da estrada a velocidade média atinge o valor de 45 quilômetros por hora.

Furacões

Os furacões da categoria 1 podem ter uma velocidade média de 119 quilômetros por hora. Finalmente, a velocidade orbital média da terra ao redor do sol é de 107 218 quilômetros por hora.