Entendendo a velocidade e suas unidades

Ao observar o movimento de diferentes corpos, é comum comparar qual deles é mais rápido ou mais lento, ou seja, qual deles percorre a mesma distância em menos tempo. Por exemplo, ao entrar em um autocarro atrasado, você pode dizer “motorista acelera” ou “motorista aumenta a velocidade”.

Descubra como converter velocidades entre as unidades comuns de km/h e m/s. Aprenda a fazer os cálculos corretos e entenda a relação entre essas duas medidas de velocidade. Um guia prático para quem deseja compreender melhor o mundo da física.

Objetivos deste artigo:
a) Aplicar o significado físico da velocidade na resolução de exercícios concretos.
b) Converter as unidades de velocidade de m/s para km/h e vice-versa.
c) Calcular a velocidade de um corpo em movimento.

Velocidade

Ao assistir a uma corrida de automóveis, é comum ouvir o locutor mencionar a velocidade média dos carros em uma determinada volta ou em toda a corrida.

Para comparar a rapidez de dois movimentos, é necessário medir duas grandezas físicas: o espaço percorrido e o tempo.

O quociente entre a variação do espaço percorrido e o intervalo de tempo gasto define outra grandeza física, a velocidade média.

O símbolo da velocidade é 𝑣 e é representado pela fórmula 𝑣 = 𝚫𝒔 / 𝚫𝒕, onde:

• 𝚫𝒔 é o espaço percorrido.
• 𝚫𝒕 é a variação do tempo.

No Sistema Internacional (S.I), a unidade de medida do espaço percorrido é o metro (m) e a do tempo é o segundo (s). Portanto, a unidade da velocidade no S.I é o metro por segundo (m/s), representado como m/s ou m.s⁻¹.

No entanto, a unidade mais comum de velocidade é o quilômetro por hora (km/h).

É importante notar que a velocidade é uma grandeza derivada, pois depende de duas grandezas fundamentais e é obtida a partir da equação de definição.

Como converter de Km/h para m/s? E de m/s para km/h?

Para converter de quilômetros por hora (km/h) para metros por segundo (m/s), basta aplicar os fatores de conversão estabelecidos pelo S.I.:
1 quilômetro (km) = 1000 metros (m) e 1 hora (h) = 60 minutos (min) x 60 segundos (s) = 3600 segundos (s). Assim, temos:
$$ 1 km/h = 1000 m / 3600 s = 0,28 m/s $$

$$ 1 km/h=0,28m/s $$

Para a conversão de metros por segundo (m/s) para quilômetros por hora (km/h), o processo é o inverso:
1 metro (m) = 0,001 quilômetro (km) e 1 segundo (s) = 1 / 3600 hora (h). Portanto:
$$1 m/s = 0,001 x 3600 km / 1 h = 3,6 km/h.$$

$$1 m/s =3,6 km/h.$$

Perguntas comuns sobre a velocidade e suas unidades:

O que é velocidade e como ela é definida?

A velocidade é uma medida da velocidade com que um objeto está se movendo de um ponto a outro. É definida como a distância percorrida dividida pelo tempo necessário para percorrer essa distância.

A unidade de velocidade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é metros por segundo (m/s), mas também pode ser expressa em outras unidades, como quilômetros por hora (km/h), milhas por hora (mph) ou pés por segundo (ft/s).

Qual a diferença entre rapidez e velocidade?

A rapidez é uma quantidade escalar, ou seja, tem apenas magnitude e nenhuma direção. A velocidade, por outro lado, é uma quantidade vetorial, ou seja, tem magnitude e direção. A velocidade pode ser positiva ou negativa, dependendo da direção do movimento, enquanto a rapidez é sempre positiva ou zero.

Como calcular a velocidade média?

Para calcular a velocidade média, você precisa saber a distância total percorrida e o tempo total necessário para percorrer essa distância. Depois de ter essas duas informações, você pode calcular a velocidade média usando a fórmula:

Velocidade Média = Distância Total / Tempo Total

Por exemplo, se você viajar 120 quilômetros em 2 horas, sua velocidade média seria $120km/2h =de 60 km/h.$

O que é velocidade instantânea?

Velocidade instantânea é a velocidade de um objeto em um determinado momento no tempo. Ele é calculado tomando a derivada da função de posição em relação ao tempo. Em outras palavras, é o limite da velocidade média à medida que o intervalo de tempo se aproxima de zero. A velocidade instantânea pode variar ao longo do tempo e depende do movimento do objeto.

Quais são algumas unidades comuns para medir a velocidade?

Algumas unidades comuns para medir a velocidade incluem:

• Medidores por segundo (m/s) – a unidade SI para velocidade
• Quilômetros por hora (km/h) – comumente usados no dia a dia para medir velocidades de condução
• Milhas por hora (mi/h) – comumente usado nos Estados Unidos para medir velocidades de condução
• Pés por segundo (ft/s) – comumente usado em física para medir a velocidade de objetos em movimento
• Nós – comumente usados em aplicações aeronáuticas e náuticas para medir a velocidade de barcos e aviões em relação à água ou ar que estão se movendo.

Qual a velocidade da luz?

A luz viaja a uma velocidade constante de aproximadamente 299.792 quilômetros por segundo (km/s) ou 186.282 milhas por segundo (mi/s) no vácuo. Esse valor é conhecido como velocidade da luz e é denotado pela letra “c”. A velocidade da luz é uma das constantes fundamentais da física e desempenha um papel central em muitas áreas da ciência e tecnologia.

Qual a velocidade de deslocamento do som?

O som viaja muito mais lentamente do que a luz, a uma taxa que depende do meio pelo qual ele está viajando. No ar à temperatura ambiente (20°C), o som viaja a aproximadamente 343 metros por segundo (m/s) ou 1.125 pés por segundo (ft/s). Na água, o som viaja mais rápido do que no ar, a aproximadamente 1.480 m/s ou 4.860 pés/s.

A velocidade do som também varia com a temperatura, umidade e outros fatores que afetam a densidade e elasticidade do meio pelo qual ele está viajando.

Quão rápido um ser humano pode correr?

A velocidade de corrida mais rápida registada por um humano foi alcançada por Usain Bolt, que atingiu uma velocidade máxima de 27,8 mi/h durante seu recorde mundial de 100 metros rasos no Campeonato Mundial de Atletismo de 2009 em Berlim.

No entanto, a maioria dos humanos não é capaz de correr tão rápido e normalmente tem uma velocidade máxima de corrida de cerca de 15 mi/h. Isso varia dependendo de fatores como idade, nível de condicionamento físico e genética.

Qual a velocidade de um carro?

A velocidade máxima de um carro depende de seu design e capacidades. Alguns carros esportivos de alto desempenho podem atingir velocidades máximas superiores a 200 mi/h, enquanto a maioria dos carros de passeio tem velocidades máximas que variam de 100 a 150 mi/h.

No entanto, essas velocidades máximas raramente são alcançadas em vias públicas devido a restrições legais e preocupações de segurança. A velocidade máxima real atingível por um carro depende de vários fatores, como potência do motor, aerodinâmica, distribuição de peso, aderência dos pneus e condições da estrada.

Qual a velocidade de voo de um avião?

Os aviões comerciais normalmente navegam a velocidades que variam de 550 a 650 mph, dependendo de fatores como tipo de aeronave, altitude e condições climáticas.

O avião comercial mais rápido atualmente em serviço é o jato supersônico concorde, que poderia atingir velocidades máximas superiores a 1.350 mi/h durante sua altitude de cruzeiro acima de Mach 2 (o dobro da velocidade do som).

No entanto, devido aos altos custos operacionais e preocupações ambientais, os voos comerciais supersônicos não estão mais em operação hoje.

Como converter km/h para m/s?

 Para converter de quilômetros por hora para metros por segundo, você pode usar a seguinte fórmula: $ \text{velocidade (m/s)} = \frac{\text{velocidade (km/h)}}{3.6}$ Divida a velocidade em km/h por 3,6 para obter a velocidade equivalente em m/s.

Qual é a relação entre km/h e m/s? 

A relação entre km/h e m/s é que $1 km/h = 0,28 m/s$.

Por que é importante entender essas unidades?

 Compreender as unidades de velocidade é fundamental em várias áreas, como transporte, engenharia, despostose ciência. Saber como converter entre km/h e m/s permite que você faça cálculos precisos e tome decisões informadas.