Descrever o movimento com gráficos — Física, 14–17

Os gráficos posição-tempo e velocidade-tempo transformam uma viagem numa imagem. Os declives e as áreas revelam como um objecto se move sem mostrar cada instante separadamente.

O que significam os gráficos

Um gráfico posição-tempo mostra onde está um objecto em cada instante. Uma linha mais inclinada significa maior velocidade, e uma linha horizontal significa que o objecto está parado. Num gráfico velocidade-tempo, o declive indica a aceleração e a área sob a linha indica a distância percorrida.

Porquê usar gráficos?

Uma lista de medições pode esconder o padrão de uma viagem. Os cientistas precisavam de uma forma rápida de comparar arranques, paragens e acelerações, por isso representaram a posição ou a velocidade em função do tempo. O gráfico permite estimar o que aconteceu entre medições, mantendo visíveis as unidades.

Exemplo resolvido

A velocidade de um ciclista sobe de 0 para 6 m/s em 3 s e depois fica em 6 m/s durante 2 s. Primeiro, a aceleração é o declive: 6 ÷ 3 = 2 m/s². A distância é a área do triângulo, ½ × 3 × 6 = 9 m, mais a área do rectângulo, 2 × 6 = 12 m. Total: 21 m.

O erro comum

É frequente ler a altura de um gráfico velocidade-tempo como se fosse a distância. Parece razoável, porque um gráfico mais alto sugere mais movimento. Mas a altura é a velocidade num instante; a distância é toda a área sob o gráfico, por isso contam tanto o tempo como a velocidade.

Onde é usado

Computadores de bicicleta e relógios desportivos registam a velocidade ao longo do tempo para mostrar o esforço de um percurso. Os engenheiros usam os mesmos gráficos para testar elevadores, comboios e automóveis, verificando se a aceleração é segura e confortável. As aplicações de GPS acrescentam normalmente dados de posição-tempo para comparar viagens.

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