Calculadora de Cinemática (SUVAT)

resolva as equações do MRUV — informe 3 grandezas quaisquer e encontre as outras 2

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por que 5 letras e apenas 2 equações? 🖖

As cinco letras do SUVAT parecem cinco fatos independentes, mas não são. No Brasil e em Portugal, este mesmo conteúdo é estudado como MRUV (Movimento Retilíneo Uniformemente Variado): toda equação do SUVAT nada mais é do que v=u+at e s=ut+½at² reorganizadas — as outras três (s=(u+v)/2·t, v²=u²+2as — a equação de Torricelli que você já deve conhecer — e s=vt-½at²) surgem diretamente da substituição de uma na outra. É por isso que quaisquer 3 grandezas conhecidas determinam as outras 2: no fundo, você está sempre resolvendo apenas 2 equações com 2 incógnitas.

O deslocamento é apenas a área do gráfico 🖖

O gráfico velocidade-tempo que esta ferramenta desenha é uma reta, porque a aceleração se mantém constante. A região sombreada sob essa reta é o deslocamento s e, como essa região é um trapézio, sua área equivale à velocidade média (u+v)/2 multiplicada pelo tempo. Conclusão: com aceleração constante, você lê a distância diretamente como uma área no gráfico, sem manipular fórmulas.

A regra dos números ímpares de Galileu 🖖

Muito antes do cálculo, Galileu observou que um objeto acelerando a partir do repouso percorre distâncias na proporção 1 : 3 : 5 : 7 em intervalos de tempo iguais — sempre os números ímpares. Somando-os, obtêm-se 1, 4, 9, 16, ou seja, os quadrados, e é exatamente por isso que s = ½at². Ele deduziu isso no século XVII fazendo bolas rolarem por planos inclinados, décadas antes de Newton escrevê-lo como equação.

Problemas de exemplo

  • carro acelerando - u=5 m/s, a=2 m/s², t=4 s → v=13 m/s, s=36 m
  • freando até parar - u=25 m/s, v=0, t=5 s → a=-5 m/s², s=62,5 m (freando até parar)
  • bola passa duas vezes - s=5 m, u=15 m/s, a=-9,81 m/s² → uma bola lançada para cima passa por 5 m duas vezes, na subida e na descida
  • velocidade constante - u=v=12 m/s, t=6 s → a=0, s=72 m (sem aceleração)
  • solto do repouso - u=0, a=9,81 m/s², t=3 s → v=29,4 m/s, s=44,1 m (solta a partir do repouso)