A velocidade é frequentemente usada de forma intercambiável com a quantidade escalar de velocidade, mas os dois termos têm diferenças distintas. A velocidade mede a distância percorrida por unidade de tempo e ignora a direção percorrida. A velocidade, no entanto, é uma quantidade vetorial que considera a mudança de posição ao longo do tempo (magnitude) e oferece uma direção de movimento. Em uma linha reta, sem reverter o curso, velocidade e velocidade são equivalentes, mas o mundo real raramente é tão bonito. Pense em uma pista de corrida de circuitos de 1,6 km. Quando um carro cruza a linha de chegada após 500 voltas e duas horas, percorre 500 milhas a uma velocidade média de 250 milhas por hora. No entanto, como o carro terminou no ponto de partida original, a magnitude de sua velocidade média é zero.
Calculando a velocidade em linha reta
Meça a mudança de posição. Em uma linha reta com uma direção singular, essa é simplesmente a distância percorrida. Por exemplo, se você dirige consistentemente para o norte a partir de sua casa por 16 quilômetros, o deslocamento é de 15 quilômetros. Se você seguisse um percurso em zigue-zague para chegar ao mesmo destino, a distância percorrida seria maior, mas o deslocamento ainda seria de 16 quilômetros. Portanto, tenha cuidado para medir a distância em linha reta entre dois pontos ao calcular a magnitude da velocidade.
Meça a mudança no tempo. No exemplo, se você saiu de casa às 14h e chegou ao seu destino às 14h30, levava 30 minutos ou 0,5 horas.
Divida o deslocamento pela mudança no tempo para calcular a velocidade média. No exemplo, divida 10 milhas por 0,5 horas para calcular a velocidade média de 20 milhas por hora.
Dicas
Para calcular o deslocamento em um gráfico ou sistema de coordenadas, calcule as diferenças entre cada eixo e calcule a raiz quadrada de sua soma. Por exemplo, em um gráfico bidimensional do ponto (1,3) ao ponto (5,5), a diferença no eixo x é 4, então seu quadrado é 16. A diferença no eixo y é 2, portanto, seu quadrado é 4. Adicionar as duas diferenças ao quadrado e obter a raiz quadrada do resultado fornece uma mudança de posição de 4,47 unidades.
A velocidade instantânea descreve a magnitude da velocidade em qualquer ponto e usa a mesma fórmula de velocidade média. A diferença é que ele usa uma mudança quase nula no tempo para minimizar os efeitos da média.
Outro componente da velocidade é a aceleração, que aumenta (ou diminui) a velocidade em uma determinada taxa. Para calcular a magnitude da velocidade em qualquer ponto no tempo, multiplique a taxa de aceleração constante vezes a diferença de tempo e adicione-a à velocidade inicial. Como exemplo, se você derrubar uma pedra de um penhasco, sua velocidade aumenta em 32 pés por segundo, a cada segundo. Após 10 segundos, a velocidade aumenta 10 vezes 32 pés por segundo, ou 320 fps.
