Movimento uniforme: o que cai no ENEM e nos vestibulares

Resumo rápido

O movimento uniforme, o MU, é o movimento em que a velocidade é constante e a trajetória é uma linha reta. Como a velocidade não muda, não há aceleração, e a posição do corpo cresce ou diminui sempre no mesmo ritmo. É um tema 🔥 Quente no ENEM e nos vestibulares, porque liga Física e Matemática em questões de gráficos, de encontro de veículos e de situações do trânsito.

A fórmula que resolve quase tudo no MU é a da velocidade média, que no MU é igual à velocidade em qualquer instante, e a função horária da posição. Se você souber ler os gráficos de posição e de velocidade, metade da prova já está feita.

Velocidade e função horária da posição

A velocidade escalar média é a variação da posição dividida pelo intervalo de tempo:

\[ v = \frac{\Delta s}{\Delta t} \]

Em que \( \Delta s = s – s_0 \) é o deslocamento e \( \Delta t = t – t_0 \) é o intervalo de tempo. No movimento uniforme, a velocidade \( v \) é constante, então a posição em função do tempo é dada pela função horária:

\[ s = s_0 + v \cdot t \]

Em que \( s_0 \) é a posição inicial, \( v \) é a velocidade e \( t \) é o tempo. Se \( v > 0 \), o movimento é progressivo: o corpo anda no sentido crescente da trajetória. Se \( v < 0 \), o movimento é retrógrado: o corpo anda no sentido decrescente. Atenção: velocidade negativa não significa “mais devagar”, significa apenas que o sentido é contrário ao da orientação da trajetória.

Gráficos do MU: como ler sem errar

No gráfico de posição em função do tempo, \( s \times t \), o MU aparece como uma reta: reta crescente para movimento progressivo e reta decrescente para movimento retrógrado. A inclinação da reta é a velocidade: quanto mais inclinada, maior a velocidade em módulo. No gráfico de velocidade em função do tempo, \( v \times t \), o MU aparece como uma reta horizontal, porque a velocidade não muda. A área sob essa reta, entre dois instantes, é numericamente igual ao deslocamento nesse intervalo: no MU, essa área é um retângulo, e a área do retângulo é base vezes altura, ou seja, tempo vezes velocidade.

Exemplos resolvidos passo a passo

Exemplo 1. Um carro anda a \( 72 \, \text{km/h} \) em uma estrada reta. Quanto tempo ele leva para percorrer \( 240 \, \text{m} \)?
Passo 1: converter a velocidade para metros por segundo, dividindo por 3,6: \( 72 \div 3,6 = 20 \, \text{m/s} \).
Passo 2: usar \( v = \frac{\Delta s}{\Delta t} \), ou seja, \( \Delta t = \frac{\Delta s}{v} \).
Passo 3: \( \Delta t = \frac{240}{20} = 12 \, \text{s} \). Resposta: 12 segundos.

Exemplo 2. Um ciclista anda a \( 5 \, \text{m/s} \) durante 10 minutos. Qual é a distância percorrida?
Passo 1: converter o tempo para segundos: \( 10 \times 60 = 600 \, \text{s} \).
Passo 2: \( \Delta s = v \cdot \Delta t = 5 \times 600 = 3000 \, \text{m} \), ou seja, 3 km.

Exemplo 3 (encontro). Dois carros partem ao mesmo tempo, um da posição 0 m a \( 20 \, \text{m/s} \) e outro da posição 300 m a \( -10 \, \text{m/s} \), um em direção ao outro. Quando eles se encontram?
Passo 1: escrever as funções horárias: \( s_A = 0 + 20t \) e \( s_B = 300 – 10t \).
Passo 2: no encontro, \( s_A = s_B \): \( 20t = 300 – 10t \).
Passo 3: \( 30t = 300 \), logo \( t = 10 \, \text{s} \). A posição do encontro é \( s = 20 \times 10 = 200 \, \text{m} \).

Mapa mental

• Movimento uniforme (MU)
  • Velocidade constante, aceleração nula, trajetória retilínea
  • \( v = \frac{\Delta s}{\Delta t} \) e \( s = s_0 + v \cdot t \)
  • Progressivo: \( v > 0 \). Retrógrado: \( v < 0 \).
  • Gráfico \( s \times t \): reta; inclinação = velocidade
  • Gráfico \( v \times t \): reta horizontal; área = deslocamento
  • Conversão: \( 1 \, \text{m/s} = 3,6 \, \text{km/h} \); para passar de km/h para m/s, divida por 3,6

SAQ — Perguntas e respostas curtas

1. O que caracteriza o movimento uniforme?
Velocidade constante e aceleração nula, em trajetória retilínea.

2. Qual é a função horária da posição no MU?
\( s = s_0 + v \cdot t \).

3. O que significa velocidade negativa no MU?
Que o movimento é retrógrado, no sentido contrário à orientação da trajetória.

4. Como se lê a velocidade no gráfico \( s \times t \)?
Pela inclinação da reta.

5. O que a área do gráfico \( v \times t \) representa?
O deslocamento no intervalo de tempo considerado.

6. Como converter 72 km/h para m/s?
Dividindo por 3,6, o que dá 20 m/s.

7. Como se resolve um problema de encontro no MU?
Igualando as funções horárias das posições dos dois corpos.

8. A velocidade média no MU é igual à velocidade instantânea?
Sim, porque a velocidade não muda.

Questões comentadas

Para treinar no modelo de prova, veja também a seção de provas do site. As questões abaixo são inéditas, no estilo ENEM, criadas para esta matéria.

Questão 1. Um trem anda em linha reta a 90 km/h. Em 2 minutos, a distância percorrida é:
a) 1,5 km.
b) 3,0 km.
c) 4,5 km.
d) 180 km.
e) 90 km.
Gabarito: B. Primeiro, \( 90 \div 3,6 = 25 \, \text{m/s} \); em 120 s, \( \Delta s = 25 \times 120 = 3000 \, \text{m} = 3,0 \, \text{km} \).

Questão 2. No gráfico \( s \times t \) de um MU, a reta é decrescente. Isso significa que o movimento é:
a) progressivo.
b) retrógrado.
c) acelerado.
d) uniforme variado.
e) de repouso.
Gabarito: B. Reta decrescente significa posição diminuindo, ou seja, velocidade negativa e movimento retrógrado.

Questão 3. Um corpo tem função horária \( s = 10 + 4t \), com \( s \) em metros e \( t \) em segundos. Sua posição inicial e sua velocidade são:
a) 4 m e 10 m/s.
b) 10 m e 4 m/s.
c) 10 m e −4 m/s.
d) 14 m e 4 m/s.
e) 0 m e 4 m/s.
Gabarito: B. Comparando com \( s = s_0 + vt \), temos \( s_0 = 10 \, \text{m} \) e \( v = 4 \, \text{m/s} \).

Questão 4. No gráfico \( v \times t \) de um MU, a velocidade é 12 m/s entre 0 s e 5 s. O deslocamento nesse intervalo é:
a) 2,4 m.
b) 12 m.
c) 17 m.
d) 60 m.
e) 120 m.
Gabarito: D. A área do retângulo é \( 12 \times 5 = 60 \, \text{m} \).

Questão 5. Dois ciclistas partem juntos de um mesmo ponto, um a 6 m/s e outro a 8 m/s, no mesmo sentido. Após 30 s, a distância entre eles é:
a) 2 m.
b) 14 m.
c) 30 m.
d) 60 m.
e) 240 m.
Gabarito: D. O primeiro percorre \( 6 \times 30 = 180 \, \text{m} \) e o segundo, \( 8 \times 30 = 240 \, \text{m} \); a diferença é 60 m.

Questão 6. Um carro percorre 180 km em 2 h, sempre na mesma velocidade. Sua velocidade média, em m/s, é:
a) 25 m/s.
b) 30 m/s.
c) 45 m/s.
d) 90 m/s.
e) 180 m/s.
Gabarito: A. A velocidade média é \( 180 \div 2 = 90 \, \text{km/h} \); dividindo por 3,6, dá 25 m/s.

Dica do professor

Sempre converta as unidades antes de calcular: km/h para m/s dividindo por 3,6, e minutos para segundos multiplicando por 60. A maioria dos erros no MU não é de fórmula, é de unidade. Mais dicas de estudo como essa estão na sala de estudo.

Atenção / cuidado

• Não confunda deslocamento com distância total: no MU em um só sentido eles coincidem, mas em ida e volta, não.
• Velocidade negativa indica sentido, não “velocidade menor”.
• No gráfico \( s \times t \), reta horizontal significa repouso, não velocidade nula no sentido de “sem movimento uniforme”.
• Em problemas de encontro, iguale as posições, não as velocidades.

Conexão com outras áreas

Matemática: função do primeiro grau, gráficos e conversão de unidades. Trânsito: velocidade, tempo de viagem e distância de segurança. Geografia: escalas, deslocamentos e fusos horários. Esporte: ritmo constante em corridas e ciclismo.

Incidência: 🔥 Quente — cai no ENEM e nos vestibulares. Matéria: Física 1 | Disciplina: Cinemática | Tema: Movimento uniforme.