segunda-feira, 12 de janeiro de 2026

Física Aplicada - Aula 12.3 - Movimento uniformemente variado

Fig. 1 Plano inclinado.
A pequena esfera é abandonada da origem dos espaços. Sua queda ao logo do plano inclinado é um MUV. Observe que as distâncias percorridas, em intervalos de tempo iguais e sucessivos, estão em progressão aritmética. Na foto: 1, 3, 5, 7, 9... 
Figura 01: Nicolau Ferraro, Museo di Storia della Scienza, Florença, Itália.

O Movimento Uniformemente Variado (MUV) é um tipo de movimento em que a velocidade muda de forma constante ao longo do tempo, o que significa que ele possui uma aceleração constante e não nula, diferente do Movimento Uniforme (MU) onde a velocidade é constante. Essa aceleração constante faz com que o objeto fique mais rápido (movimento acelerado) ou mais lento (movimento retardado), alterando sua velocidade na mesma quantidade em intervalos de tempo iguais. 
Movimentos com velocidade escalar variável no decurso do tempo são comuns e neles existe aceleração escalar, podendo a velocidade aumentar em módulo (movimento acelerado) ou diminuir em módulo (movimento retardado).
Quando a aceleração escalar α é constante e não nula o movimento é chamado de uniformemente variado (MUV):  α = αm = Δv/Δt ≠ 0.
Função horária da velocidade escalar: da expressão α = Δv/Δt, obtemos: α = (v-v0)/(t-0) => v = v0 + α.t Onde: v0 = velocidade inicial, velocidade do móvel no início da contagem dos tempos. (t = 0)
Função horária dos espaços: A posição do corpo durante a trajetória pode ser calculada através da seguinte equação: s = s0 + v0.t + (α.t2)/2. Onde: S = posição final, em metros (m), S0 = posição inicial, em metros (m), v0 = velocidade inicial, em metros por segundo (m/s), α = aceleração, em metros por segundo ao quadrado (m/s²) e t = tempo, em segundos (s).
A equação de Torricelli é utilizada para relacionar a velocidade e o espaço percorrido no movimento uniformemente variado: v2 = (v0)2 + 2.α.Δs. Onde: V = velocidade final, em metros por segundo (m/s), V0 = velocidade inicial, em metros por segundo (m/s), a = aceleração, em metros por segundo ao quadrado (m/s²) e ΔS = espaço percorrido, em metros (m). 
Também podemos calcular a velocidade média entre dois pontos do MUV: vm = Δs/Δt = (v1+v2)/2.
Movimentos com velocidade escalar variável no decurso do tempo são comuns e neles existe aceleração escalar, podendo a velocidade aumentar em módulo (movimento acelerado) ou diminuir em módulo (movimento retardado).

Exercício 1: Uma moto parte do repouso de um ponto A cujo espaço é igual 10 m e descreve uma trajetória retilínea em movimento uniformemente variado. Após 10 s atinge o ponto B da trajetória com velocidade escalar 8 m/s. 
Determine: a) a aceleração escalar do movimento;
Resolução: v = v0 + α.t => 8 = 0 + α.10 => α = 0,8 m/s2  .
Determine: b) o espaço do motociclista ao passar pelo ponto B.
Resolução: s = s0 + v0.t + (α.t2)/2 => s = 10 + 0 + 0,8.(10)2/2 => s = 50 m.

Exercício 2: Um ciclista em movimento retilíneo e uniformemente variado passa pela origem O de sua trajetória com velocidade escalar +10 m/s e aceleração escalar -0,2 m/s2. Qual é a máxima distância do ciclista à origem O?
Resolução: A máxima distância do ciclista à origem O ocorre no instante em que a velocidade do ciclista se anula. A partir deste instante inverte-se o sentido do movimento. 
v = v0 + α.t => 0 = +10+(-0,2).t => t = 50 s.
s = s0 + v0.t + (α.t2)/2 => s = 0+10.50+(-0,2).(50)2/2 => S = 250 m.

Exercício 3:
Um trem de 200 m de comprimento inicia a travessia de uma ponte de 100 m com velocidade escalar de 10 m/s e completa a travessia com velocidade escalar de
5 m/s. Considerando o movimento do trem uniformemente variado, determine o intervalo de tempo que dura a travessia.
Resolução: vm = Δs/Δt = (v1+v2)/2 => (Ltrem+Lponte)/Δt = (v1+v2)/2  => (200+100)/Δt = (10+5)/2 => Δt = 40 s. 

Exercício 4: Dois carros, A e B, passam pelo marco zero de uma estrada retilínea, no mesmo instante e no mesmo sentido, com velocidades escalares iguais a 10 m/s e 30 m/s e acelerações escalares constantes e iguais a 0,2 m/s2 e 0,1 m/s2, respectivamente.
Quanto tempo após a passagem pelo marco zero o carro B estará na frente do carro A?
a) 100 s b) 200 s c) 300 s d) 400 s e) 500 s
Resolução:
De  s = s0 + v0.t + (α.t2)/2, temos:
Carro A: sA = 0 + 10.t + (0,2.t2)/2 => sA = 10.t + 0,1.t2
Carro B: sB = 0 + 30.t + (0,1.t2)/2 => sB = 30.t + 0,05.t2
O carro B estará na frente do carro A até o instante em que sA = sB:
10.t + 0,1.t2 = 30.t + 0,05.t2 => 0,05.t2 - 20.t = 0 => 0,05.t2 = 20.t  =>  0,05.t = 20  =>  t = 20/0,05  = t = 400 s. 
Durante certo intervalo de tempo o carro B estará na frente de A. Qual é a máxima distância de B até A?
a) 1000 m b) 2000 m c) 3000 m d) 4000 m e) 5000 m
Resolução: A máxima distância entre B e A ocorre no instante em que as velocidades se tornam iguais. A partir daí a distância do carro A ao carro B vai diminuindo até ocorrer a ultrapassagem:
De v = v0 + α.t, temos:
Carro A: vA = 10 + 0,2.t (SI)
Carro B: vB = 30 + 0,1.t (SI)
fazendo vA = vB, vem: 10 + 0,2.t = 30 + 0,1.t => t = 200 s
Carro A: sA = 10.t + 0,1.t2 => sA = 10.200 + 0,1.(200)2 => sA = 6000 m
Carro B: sB = 30.t + 0,05.t2 => sB = 30.200 + 0,05.(200)2 => sB = 8000 m 
Distância máxima entre B e A: 8000 m – 6000 m = 2000 m
Outra maneira de resolver exercício é construir o gráfico v x t para os carros A e B. A área do triângulo indicado é numericamente igual à máxima distância entre B e A.
D = Área (numericamente) = base x altura/2 = (30-10) x 200/2 => D = 2000 m

© Direitos de autor. 2026: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/01/2026

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