Velocidade

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Em Física, velocidade (símbolo v) é a medida da rapidez com a qual um corpo altera sua posição. A velocidade média, que é uma medida da velocidade, é a razão entre um deslocamento e o intervalo de tempo levado para efetuar esse deslocamento. Pode ser considerada sob o aspecto vetorial (v ou $\vec{v}$ - tem direção, sentido e módulo) ou escalar, e é matematicamente expressa por $\vec{v} = \frac{\Delta \vec{s}}{\Delta t}$ .

O que chamados cotidianamente de velocidade escalar também é conhecido como rapidez.

Velocidade e referencial. No diagrama de baixo, a velocidade relativa do objecto em relação a uma câmera sobre trilhos, ao lado da trajetória, movendo-se com a mesma rapidez do objecto, é igual a 0 (pois v₁ = v₂). A câmera, pois, registrará o objecto "parado" em sua frente.

A velocidade instantânea é definida como o limite da relação entre o espaço percorrido em um intervalo de tempo, onde este último tende a zero. Matematicamente, $\mathbf{v_{inst}} = \lim_{\Delta t \rightarrow 0}{\frac{\Delta \mathbf{s}}{\Delta t}} = \frac{d\mathbf{s}}{dt}$ . Quando se considera um intervalo de tempo que não tende a 0, a velocidade é considerada média. A velocidade instantânea pode ser entendida como a velocidade de um corpo no exato instante escolhido. No movimento retilíneo uniforme, a velocidade instantânea coincide com a média em todos os instantes.

Como as demais grandezas cinemáticas, a velocidade depende do referencial adotado. Um objeto pode mesmo ser classificado como parado (imóvel) em relação a outro, sendo que ambos estejam se deslocando em relação a um terceiro com a mesma velocidade. Há um consenso entre os físicos na crença de que não existem movimentos absolutos no Universo, e portanto, todas as velocidades são relativas. (Para maiores detalhes, ver Teoria da expansão do Universo.)

A velocidade pode ser expressa em inúmeras unidades de medida, que relacionem o espaço (L) e o tempo (T) na forma v = (L) (T)^-1. O SI tem como unidade padrão para velocidade o metro por segundo (m/s), mas unidades comumente usadas incluem o quilômetro por hora (km/h), centímetro por segundo (cm/s), milha por hora (mph - no Sistema Imperial), etc.

Gráfico do tempo versus deslocamento, que permite a inferência da velocidade escalar.

Gráficos do tipo $t \times s$ podem ser usados para inferir a velocidade escalar de um corpo num dado movimento. A velocidade escalar instantânea pode ser determinada a partir da tangente (derivada) da curva descrita, e a velocidade escalar média pode ser calculada tomando-se dois pontos no gráfico (indicados pelos índices 0 e 1) e calculando-se $v_{m} = \frac{s_{1} - s_{0}}{t_1 - t_0}$ .

No sentido trivial, dizemos velocidade como sendo a velocidade escalar, ou seja, a velocidade marcada num ponteiro de um carro, por exemplo. Podemos dizer que um carro tem a velocidade de 70 km/h por exemplo, mas não saberíamos, apenas com esta informação, dizer qual é a posição do carro ou por quanto tempo ele viajou — uma incerteza típica de grandezas vectoriais expressas como escalares.