Velocidade relativa e giros: a base da cinemática
Toda velocidade é medida em relação a algo, e quem gira junto tem a mesma frequência.
Em 60 segundos
Velocidade é um vetor e depende do referencial. Quando um corpo se move dentro de algo que também se move (avião no vento, nadador na corrente), some vetorialmente: , tratando cada direção perpendicular separada e com sinal. No movimento circular, troque distância por ângulo: e . Nas transmissões, saiba o que se conserva: correia ou dentes engatados igualam a velocidade da borda (, a maior gira mais devagar); mesmo eixo iguala a frequência.
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Velocidade em relação ao solo = velocidade própria + velocidade do meio
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Resolva cada eixo perpendicular separado, com sinal (Sul = Norte negativo)
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Correia ou engrenagens engatadas: mesma velocidade na borda, f·r constante
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Mesmo eixo: mesma frequência; o raio maior tem a borda mais rápida
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ω = 2π/T: período menor significa velocidade angular maior
Veja funcionando
| Situação | O que é igual / o que se soma | Consequência |
|---|---|---|
| Corpo dentro de um meio que se move | as velocidades se somam (vetores) | v solo = v próprio + v meio, eixo a eixo |
| Corrente perpendicular ao trajeto | parte do esforço anula a corrente | avanço útil menor que a velocidade própria |
| Correia ou dentes engatados | velocidade da borda v | raio (ou nº de dentes) maior → menor frequência |
| Polias no mesmo eixo | frequência f e velocidade angular ω | raio maior → borda mais rápida |
| Objeto em órbita × rotação da Terra | compare ω = 2π/T | período menor → gira mais rápido |
🎛️ Gire a direção do nado e mude a corrente: a favor, as velocidades somam; contra, subtraem; para cruzar reto, mire contra a corrente e perca velocidade útil.
🧪 Simulação
Nadador na corrente: composição de velocidades
Escolha a velocidade do nadador na água, a direção em que ele nada e a corrente. A seta resultante é o que se vê da margem.
- Nado: componente ao longo da margem
- 0 m/min
- Nado: componente atravessando
- 50 m/min
- Resultante ao longo da margem
- 30 m/min
- Velocidade em relação à margem
- 58,3 m/min
Na água o nadador faz 50 m/min; vista da margem, a velocidade é 58,3 m/min: 30 ao longo da margem e 50 atravessando.