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Velocidade relativa: Qual é a velocidade indicada pelo VELOCÍMETRO de um barco?

Caro professor Lang,

Velocidade relativa é tema que costuma causar estranheza aos alunos quando estudam Física na escola, pois pode ser um tanto quanto difícil compreender as ideias de referenciais distintos, de movimento relativo, etc. Muitos professores não explicam com a profundidade e minúcia necessárias as nuances envolvidas no assunto.

Hoje não sou mais estudante, mas ainda mantenho o entusiasmo e curiosidade em aprender (e compreender) a Física.

Tenho uma dúvida bastante ingênua sobre o tema, mas que acredito que possa ser muito esclarecedora para alunos que estejam estudando o tema e busquem conectar a teoria da sala de aula com a prática da vida real. Segue:

Na escola, era muito comum resolvermos problemas de barcos navegando em rios e termos de calcular, por exemplo, as velocidades relativas em relação a diferentes referenciais. No entanto, na vida real (na prática), a velocidade indicada no VELOCÍMETRO do barco representa que velocidade? Seria a velocidade do barco em relação à margem ou a velocidade do barco em relação à água? Por quê?

Poderia responder à pergunta fornecendo uma explicação detalhada?

Obrigado!

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Fico contente em saber que ainda manténs o entusiasmo e curiosidade em aprender (e compreender) a Física. Os conhecidos problemas do barco no rio se constituem em exercícios que ajudam a entender a relatividade dos movimentos.

Nos textos de Galileu no século XVII, importantes para a história da ciência, encontram-se diversas situações na qual o cientista desenvolve seu raciocínio pensando em barcos (vide por exemplo o Argumento do Barco em Torre).

Atualmente barcos podem usar velocímetros que medem o valor de velocidade da água em relação ao barco (que é igual a do barco em relação à água). Em aviões mede-se a velocidade do ar em relação ao avião. Apesar de serem usados fluidos diferentes (água e ar) tal é concretizado através de um tubo de Pitot instalado no barco ou no avião.

Há outras possibilidades para medir o valor da velocidade de um barco, inclusive utilizando GPS. No caso do GPS  a velocidade é relativa à Terra. Vide mais em Como funciona um velocímetro de barco?

“Docendo discimus.” (Sêneca)


2 comentários em “Velocidade relativa: Qual é a velocidade indicada pelo VELOCÍMETRO de um barco?

  1. Eduardo disse:

    Agradeço os esclarecimentos, professor Lang!!

    O artigo em inglês foi muito valioso para o aprofundamento no assunto. Li na íntegra. A leitura me fez perceber que, na verdade, a dúvida não era tão ingênua como eu supunha incialmente. Obrigado por compartilhar.

    Por gentileza, veja se compreendi corretamente:

    1) Em suma, a depender do instrumento de medida empregado no barco, o velocímetro indicará velocidades relativas diferentes. Se o barco utiliza um tubo de Pitot como instrumento de medida de velocidade, o velocímetro indicará a velocidade do barco em relação à água (que é a mesma velocidade da água em relação ao barco). No entanto, caso o barco utilize um GPS para a medição de velocidade, o velocímetro indicará uma outra velocidade relativa: a velocidade do barco em relação à margem/Terra (que é a mesma velocidade da margem/Terra em relação ao barco). Correto?

    2) Isso me trouxe então um questionamento para os barcos que utilizam o tubo de Pitot. Caso o barco esteja “parado” em um rio com correnteza (isto é, está à deriva, sem utilização do motor por parte da pessoa que o está pilotando, de forma que o barco está apenas sendo levado pela força da correnteza), o velocímetro irá então indicar uma marcação de velocidade já que há água passando através do tubo de Pitot, e essa velocidade será a velocidade relativa da água (correnteza) em relação à margem (Terra). É isto mesmo?
    À primeira vista é estranho pensar que haverá indicação de uma velocidade no velocímetro em um veículo que não está sendo movimentando por suas “próprias forças” (seu motor), mas, se entendi bem o mecanismo de funcionamento do tubo de Pitot, o velocímetro do barco deverá sim indicar uma marcação, pois há água passando através dele.

    Estou correto em minhas conclusões?

    Muitíssimo obrigado!

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