Movimento uniformemente variado (MUV)

Movimento uniformemente variado (MUV)​​ – Função horária da velocidade –

Gráficos Vxt

Características de um​​ Movimento Uniformemente Variado (MUV)

 

Movimento uniformemente variado (MUV) é aquele em que a velocidade​​ varia de maneira uniforme​​ (função do primeiro grau)​​ com o tempo​​ e a​​ aceleração escalar é constante​​ e​​ não nula.

Observe a figura abaixo,​​ que representas as posições​​ (espaços) de um móvel (beija flor), bem como suas velocidades. Ele efetua deslocamentos diferentes​​ em​​ intervalos de tempo iguais.

Considere agora a velocidade e veja que​​ ela​​ sofre, a cada​​ 1,0​​ s, um aumento​​ constante de​​ 20​​ m/s,​​ que é o valor de sua​​ aceleração​​ constante (a = 20​​ ).

Essa​​ aceleração constante​​ de​​ a = 20 m/s2​​ significa que a​​ velocidade​​ do beija-flor​​ está aumentando de 20 m/s em cada 1 s​​ fazendo com que ele​​ percorra distâncias diferentes em intervalos de tempo iguais.

Nessas condições ele efetua movimento uniformemente variado​​ (MUV).

 

Função (equação) horária da velocidade do MUV

 

 

Diagrama velocidade​​ x​​ tempo de um móvel em MUV

 

Como a​​ função V= Vo + a.t é uma​​ função do primeiro grau, seu gráfico é uma reta de inclinação não nula.

Observe nos​​ gráficos acima​​ que: ​​ ​​​​ 

​​ se V​​ =​​ f(t) é uma função crescente (reta representativa forma um ângulo agudo com a horizontal),​​ aceleração é positiva​​ (Figura I). 

 ​​ se V​​ =​​ f(t) é uma função decrescente (reta representativa forma um ângulo obtuso com a horizontal), a​​ aceleração é negativa​​ (Figura II).

 

O que você deve saber, informações e dicas

 

 Em todo MUV aceleração é constante e seu gráfico é uma reta paralela ao eixo t (I) e, nesse 

gráfico, entre dois instantes quaisquer​​ te t2,​​ variação de velocidade ΔV é numericamente igual à área​​ (II)

 

​​ Quanto​​ mais inclinada reta representativa da velocidade​​ maior será a aceleração, pois​​ sendo

 

  Em todo gráfico Vxárea entre a reta representativa e o eixo dos tempos​​ é numericamente

 

​​ Outra fórmula​​ que você pode​​ utilizar para​​ calcular a velocidade média de um móvel​​ em MUV

 

 

​​ Diferenciando velocidade escalar média Vm​​ de velocidade instantânea​​ (num determinado instante, indicação do velocímetro do carro naquele instante) através de um​​ exercício exemplo:

​​ (UFRS-RS)​​ Um​​ automóvel​​ que​​ trafega com velocidade constante de 10 m/s,​​ em uma pista reta e horizontal, passa a acelerar​​ uniformemente à razão de 60 m/s em cada minuto,​​ mantendo essa aceleração durante meio minuto.​​ 

Calcule a​​ velocidade instantânea do automóvel, ao final desse intervalo de tempo​​ (0,5 minuto),​​ e sua​​ velocidade média, no mesmo intervalo de tempo.

Resolução:

 

 Análise do​​ gráfico V X t​​ de um​​ MUV:​​ (leia com atenção as informações abaixo)

 

Resolução comentada de exercícios sobre equação da velocidade e gráfico horário da velocidade de um MUV

 

 

01-​​ (UFB) 

Um​​ gato​​ realiza um​​ MUV​​ em trajetória retilínea e horizontal que obedece à​​ função horária da​​ 

velocidade​​ V​​ = – 20 + 5t​​ em​​ unidades do SI.​​ Pede-se:

a)​​ a​​ velocidade inicial​​ e a​​ aceleração

b)​​ o​​ instante​​ em que ele muda​​ (inverte)​​ o​​ sentido de seu movimento

c) classificar​​ o​​ movimento em​​ progressivo ou retrógrado, acelerado ou retardado,​​ orientando a trajetória para a direita.

d)​​ Qual o​​ tipo de movimento do gato​​ nos​​ instantes 2​​ s e​​ 6​​ s

Resolução:

02-​​ (UFB) 

No​​ gráfico abaixo,​​ da​​ velocidade​​ de um móvel em MRUV em​​ função do tempo,​​ pede-se​​ determinar:

a)​​ a​​ velocidade inicial  e a​​ aceleração a

b)​​ o​​ instante​​ em que o móvel​​ inverte o sentido de seu movimento

c) classificar​​ o movimento

d)​​ o​​ deslocamento​​ sofrido no​​ intervalo de tempo​​ compreendido​​ entre 0 e 4s

 Resolução:

 

03-​​ (CFT-CE) 

​​ 

Observe o​​ movimento da moto​​ a seguir, supostamente​​ tomada como partícula.

a)​​ O​​ instante​​ em que​​ sua velocidade será de 20​​ m/s.

b)​​ O​​ deslocamento​​ efetuado​​ até este instante.

Resolução:

 

​​ 04-​​ (UFLA-MG)​​ 

Em um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado MRUV de um objeto​​ com velocidade inicial​​ 

nula,​​ equação CORRETA para calcular a velocidade no tempo​​ t é:

(A) v = a t;​​ em que a é a aceleração aplicada no intervalo de tempo t.

(B) v = a/t;​​ em que a é a aceleração aplicada no intervalo de tempo t.

(C) v = Da/t;​​ em que a é a aceleração aplicada no intervalo de tempo t.

(D) v = D/t; em que D é a distância percorrida no intervalo de tempo t.

Resolução:

R- A

 

05-(UNIFESP-SP) 

A​​ velocidade em função do tempo​​ de um​​ ponto material​​ em​​ movimento retilíneo uniformemente variado,​​ expressa em​​ unidades do SI,​​ é​​ V​​ = 50 – 10t.​​ 

Pode-se​​ afirmar​​ que,​​ no instante t = 5,0 s,​​ esse​​ ponto material tem

a)​​ velocidade​​ e​​ aceleração nulas.                          

b)​​ velocidade nula​​ e daí em diante​​ não se movimenta mais.

c)​​ velocidade nula​​ e​​ aceleração​​ a = – 10​​ .     

d)​​ velocidade nula​​ e a sua​​ aceleração muda de sentido.

e) aceleração nula​​ e a sua​​ velocidade muda de sentido.

Resolução:

R- C

 

06-​​ (IFMT – MT)

Ao entrar no perímetro urbano de uma cidade, um​​ viajante​​ com​​ velocidade constante de 72 km/h,​​ em uma via​​ retilínea,​​ avista uma​​ placa de sinalização​​ com​​ limite de velocidade de 40 km/h, e​​ logo

aplica uma​​ frenagem​​ em seu carro que,​​ após 4 s, atinge a velocidade de 36 km/h,​​ atendendo ao limite estabelecido.

Se​​ desprezarmos o atrito​​ com o ar e considerarmos apenas o sistema veículo-estrada,​​ qual o módulo da aceleração aplicada pelo motorista nessa frenagem?

Resolução:

R- C

 

07-​​ (PUC-PR) 

Um​​ automóvel trafega​​ em uma estrada retilínea.​​ 

No​​ instante t = 0 s,​​ os​​ freios são​​ acionados,​​ causando uma​​ aceleração constante até anular a velocidade, como mostra a figura.

A​​ tabela​​ mostra a​​ velocidade em determinados instantes

Com​​ base nestas informações,​​ são​​ feitas algumas afirmativas​​ a respeito​​ do movimento:

I.​​ O automóvel apresenta uma​​ aceleração no sentido do deslocamento.

II.​​ O​​ deslocamento​​ do veículo​​ nos primeiros 2 s é 34 m.

III.​​ A​​ aceleração​​ do veículo é​​ -​​ 1,5​​ .

IV.​​ A​​ velocidade​​ varia​​ de modo​​ inversamente proporcional ao tempo decorrido.

V.​​ A​​ velocidade​​ do veículo​​ se anula no instante 7,5 s.

Está correta​​ ou​​ estão corretas:

a)​​ somente I.              

b)​​ I e II.                

c)​​ somente III.                  

d)​​ IV e V.                  

e) II e V.

Resolução:

I. ​​​​ Falsa​​ ​​ a​​ aceleração​​ é no​​ sentido contrário ao do movimento​​ (sentido para a esquerda), pois​​ a​​ velocidade​​ está diminuindo​​ e tem sentido para a direita​​ ​​ movimento retardado a < 0.

II.​​ Falsa​​ ​​ construindo o​​ gráfico Vxt​​ para​​ os​​ valores da tabela​​ e calculando o​​ deslocamento ΔS​​ que é​​ numericamente igual à área hachurada da figura.

R- D

 

08-​​ (MACKENZIE-SP) 

A​​ aceleração​​ de um móvel, que​​ parte do repouso, varia com o tempo​​ de acordo com o​​ gráfico abaixo.

O​​ instante,​​ contado a partir do início do movimento,​​ no qual o​​ móvel​​ para,​​ é:

a)​​ 5s                     

b)​​ 6s                    

c)​​ 8s                     

d)​​ 13s                     

e)​​ 18s

Resolução:

Para você entender melhor observe atentamente a figura abaixo)

R- E

 

09-​​ (Olimpíada Brasileira de Física) 

Uma​​ partícula​​ executa um​​ movimento retilíneo uniformemente variado.​​ 

Num​​ dado instante​​ a​​ partícula​​ tem​​ velocidade 50m/s​​ e​​ aceleração negativa de módulo 0,2​​ .​​ Quanto tempo decorre​​ até a partícula​​ alcançar a mesma velocidade em sentido contrário?

a)​​ 500s                   

b)​​ 250s                      

c)​​ 125s                        

d)​​ 100s                       

e)​​ 10s

Resolução:

​​ R- A

 

10-​​ (Medicina​​ -​​ USCS-SP)

figura ilustra​​ o​​ gráfico da velocidade, em função do tempo, do movimento de subida do elevador​​ de um hospital, desde sua partida do repouso,​​ no térreo, até​​ sua parada​​ em​​ determinado andar.

velocidade média desse elevador nesse movimento é, em m/s, igual a

Resolução:

 

​​ 11-​​ (URCA-CE)

exercício físico como caminhadas, corridas​​ são muito recomendados pelos médicos para uma vida mais saudável. 

Examinando um pouco de física por trás deste esporte os autores de livros didáticos de física, Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga, formularam o seguinte problema:​​ 

Observe o​​ gráfico abaixo​​ que mostra informações​​ sobre o​​ movimento de dois atletas (atleta A e atleta B).

No tempo t = 0 os atletas​​ encontram-se um ao lado do outro, na mesma posição​​ da pista de corrida.

Escolha a​​ alternativa que não representa corretamente​​ o movimento.

Resolução:

A) Correta​​ ​​ veja no gráfico os pontos onde as​​ retas tocam no eixo das ordenadas,​​ da velocidade V.

B) Correta​​ ​​ as​​ retas representativas dos movimentos​​ indicam que​​ à​​ medida que o​​ tempo aumenta a velocidade de cada um também aumenta​​ (movimento acelerado)

E) Incorreta​​ ​​ no​​ instante t = 10s eles apresentam a​​ mesma velocidade (V = 4 m/s) não a mesma posição​​ (localização).

R- E

 

12-​​ (IFPE​​ - PE)

Uma esfera​​ descreve um movimento em​​ trajetória retilínea.

Os valores de​​ suas velocidades, no decorrer do tempo,​​ foram representados no​​ diagrama horário da FIGURA abaixo.

Determine o deslocamento da esfera, expresso em metros, no intervalo de tempo de 0 a 20s.

Resolução:

Em​​ todo gráfico Vxt​​ o​​ deslocamento é numericamente igual à área entre a reta representativa e o eixo do tempo​​ entre os instantes pedidos.

R- B

 

13-(UFJF – MG)

Um teste de um​​ carro esportivo​​ foi realizado em uma​​ pista longa, lisa, plana e reta.

Selecione a alternativa que contém​​ o gráfico que representa corretamente a aceleração do carro em função do tempo.

Resolução:

​​ Entre​​ t e t1 o movimento foi​​ uniformemente acelerado com a velocidade aumentando de maneira uniforme​​ e a​​ aceleração (número acrescido à velocidade no mesmo intervalo de tempo) é​​ constante e positiva.

​​ Entre​​ t1 e t2 a​​ velocidade foi constante não sofrendo variação​​ e a​​ aceleração é nula.

​​ Entre​​ te t3 o movimento foi​​ uniformemente retardado com a velocidade diminuindo de maneira uniforme​​ e a​​ aceleraçã(número retirado da velocidade no mesmo intervalo de tempo) é​​ constante e negativa.

R- B

 

14-​​ (Universidade Federal de Sergipe – UFS)

Em uma competição de 100 m um atleta​​ velocista​​ acelerou a partir do repouso​​ com uma​​ aceleração constante​​ e alcançou sua​​ velocidade máxima em 4,4 s.

Durante o​​ restante do percurso​​ ele​​ manteve essa velocidade máxima​​ e​​ terminou​​ a corrida em um​​ tempo total de 10,4 s.

aceleração média​​ do atleta​​ durante a corrida toda​​ foi aproximadamente​​ de:

Resolução:

Em todo​​ gráfico Vxt​​ o​​ deslocamento efetuado é numericamente igual à área​​ (no caso de um trapézio,​​ figura acima)

R- A

 

15-(UNESP – SP)

O​​ gráfico​​ representa a​​ velocidade escalar​​ de um nadador​​ em função do tempo,​​ durante​​ um ciclo completo de braçadas​​ em uma prova disputada no estilo nado de peito, em uma piscina.

Considerando que, em um​​ trecho de comprimento 36 m,​​ o​​ nadador repetiu esse ciclo de braçadas​​ e​​ manteve o ritmo de seu nado constante,​​ o​​ número de braçadas completas dadas​​ por ele​​ foi em torno de

(A) 20.

(B) 35.

(C) 15.

(D) 30.

(E) 25.

Resolução:

Em todo​​ gráfico da velocidade em função do tempo a área compreendida entre a reta representativa e o eixo do tempo é numericamente igual ao deslocamento.

Aproximando a área fornecida como sendo a área de dois trapézios​​ e calculando o​​ deslocamento ∆S

R- E

 

16-​​ (AFA)

Dois​​ móveis, A e B, partindo juntos de uma​​ mesma posição,​​ porém com velocidades diferentes,​​ que

Resolução:

Em todo gráfico VXt a área entre a reta representativa e o eixo dos tempos é numericamente

Os​​ corpos A e B voltam a se encontrar​​ quando as áreas entre as curvas características da velocidade

(v) e o tempo (t) forem iguais.

​​ 

R- A

 

17-​​ (UNIFESP-SP)

Dois veículos, A e B, partem simultaneamente de uma mesma posição e​​ movem-se no mesmo sentido ao longo de uma rodovia plana e retilínea​​ durante 120 s

As curvas do gráfico representam, nesse intervalo de tempo,​​ como variam suas velocidades escalares em função do tempo.

Calcule:

a) módulo​​ das​​ velocidades escalares médias de A e de B,​​ em m/s,​​ durante os 120 s.

b) distância entre os veículos,​​ em metros,​​ no instante t = 60 s.

c) o módulo​​ das​​ velocidades escalares médias de A e de B, em m/s,​​ durante os 120 s.

Resolução:

Em todo gráfico da velocidade escalar em função do tempo, a área A entre a reta representativa (linha cheia) e o eixo dos tempos é numericamente igual ao deslocamento ∆S efetuado pelo móvel em determinado intervalo de tempo ∆t.

b) distância entre os veículos, em metros,​​ no instante t = 60 s.

Observe que, no instante t = 60 s​​ eles​​ possuem a mesma velocidade, que é o ponto (P) onde​​ as retas

Deslocamentos​​ de​​ A e de B​​ entre​​ 0 e 60 s​​ pela área:

 

18-​​ (FUVEST-SP) 

Na​​ figura​​ a seguir estão representadas as​​ velocidades, em função do tempo,​​ desenvolvidas por um​​ atleta,​​ em​​ dois treinos A e B,​​ para uma​​ corrida de 100m rasos.

Com​​ relação aos tempos gastos pelo atleta para percorrer os 100m,​​ podemos​​ afirmar que,​​ aproximadamente:

a)​​ no B levou 0,4s a menos que no A     

b)​​ no A levou 0,4s a menos que no B     

c)​​ no B levou 1,0s a menos que no A

d) ​​ no A levou​​ 1,0 s​​ a menos que no B     

e)​​ no A e no B levou o mesmo tempo

Resolução:

​​ 

 ​​ ​​​​ 

R- B

 

19-​​ (Ufpe-PE) 

Uma​​ partícula,​​ que se move em​​ linha reta,​​ está sujeita à​​ aceleração a(t),​​ cuja​​ variação com o tempo é mostrada no​​ gráfico a seguir.

Sabendo-se que no​​ instante t = 0​​ a partícula está em​​ repouso,​​ calcule a sua velocidade no​​ instante t = 8,0 s,​​ em m/s.

Resolução:

A​​ figura abaixo​​ ilustra esse movimento

 

 

 

20- (UNESP-SP) 

O​​ motorista​​ de um veículo A é obrigado a​​ frear bruscamente​​ quando avista um​​ veículo B​​ à sua frente, locomovendo-se​​ no mesmo sentido,​​ com uma​​ velocidade constante menor que a do veículo A.​​ 

Ao​​ final da desaceleração,​​ o​​ veículo A atinge a mesma velocidade que B,​​ e passa também a se​​ locomover com velocidade constante.​​ 

O movimento, a partir do início da frenagem, é descrito​​ pelo​​ gráfico da figura.

Considerando que a​​ distância que separava ambos​​ os veículos no início da frenagem eram​​ de 32 m,​​ ao​​ final dela a distância entre ambos​​ é de

a)​​ 1,0 m.                     

b)​​ 2,0 m.                    ​​ 

c)​​ 3,0 m.                      

d)​​ 4,0 m.                      ​​ 

e)​​ 5,0 m.

Resolução:

R- B 

 

 

 

 

Confira os exercícios