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Physics with Thomas

As relações e a constante · frear ao dobro da velocidade

Duur 5:20Op YouTube

Uma reta é linear, mas diretamente proporcional só se passar pela origem: aí y = a · x, e o dobro de x dá o dobro de y. Uma curva você não reconhece pela aparência mas dobrando x: quatro vezes maior é proporcional ao quadrado, duas vezes menor é inversamente proporcional.

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Você dirige ao dobro da velocidade e freia. Sua distância de frenagem fica o dobro mais longa, ou quatro vezes? Não calcule, escolha. Quase todo mundo vai no dobro, porque a proporcionalidade é a única forma que supomos automaticamente. A resposta é quatro.

Neste vídeo você aprende que relação você vê num gráfico e que constante lhe corresponde. Primeiro a diferença entre linear e diretamente proporcional, porque não são a mesma coisa: uma reta é linear, mas só quando também passa pela origem você pode dizer que o dobro dá o dobro. Com a altura de uma pilha de livros acima do chão isso não vale, porque embaixo há uma mesa.

Depois as quatro curvas que você deve reconhecer: proporcional ao quadrado, inversamente proporcional, inversamente proporcional ao quadrado, e a relação de raiz quadrada. Você não as reconhece pela aparência, porque curva é curva. Você as reconhece comparando dois pontos: tome um x do dobro do tamanho e veja o que y faz. Quatro vezes maior, duas vezes menor, quatro vezes menor, ou raiz de dois vezes maior.

E por fim a constante a. Você a determina a partir de vários pontos e nunca de um só, porque um ponto sempre lhe dá um número, mesmo que você tenha escolhido a relação errada. Olhe depois a unidade dela, porque isso lhe diz o que a constante é de verdade.

Para física do ensino médio, nas competências básicas.

In deze video

  1. 0:00Frear ao dobro da velocidade
  2. 0:12Linear não é o mesmo que diretamente proporcional
  3. 1:12Reconhecer as quatro curvas
  4. 2:28Determinar a constante a
  5. 3:37Três coisas para lembrar
  6. 4:09Duas perguntas
  7. 4:38As respostas
  8. 5:04Para encerrar

De hele uitleg, uitgeschreven

Frear ao dobro da velocidade

0:00Vai ao dobro da velocidade e travas. A sua travagem fica o dobro, ou o quádruplo? Não calcules. Escolhe.

Linear não é o mesmo que diretamente proporcional

0:13Começa pela reta, porque aí há duas coisas diferentes. Tinha medido a altura da minha pilha de livros acima do chão. Esse gráfico é uma reta, mas começa em setenta e quatro centímetros, porque essa é a minha mesa. Para uma reta vale: y é a vezes x, mais b.

0:34Isso se chama relação linear. O a é o declive, o b é onde cortas o eixo vertical. Se em vez disso meço a altura da própria pilha, a mesa desaparece. Zero livros dá zero centímetros, por isso a minha reta passa pela origem. Então b é zero, e fico com: y é a vezes x.

0:57Esse é o caso especial, e tem nome próprio: uma relação diretamente proporcional. O dobro de livros dá então também mesmo o dobro de altura. No primeiro gráfico isso não vale, porque aí está a mesa por baixo.

Reconhecer as quatro curvas

1:13Se o seu gráfico não é uma reta, há quatro formas que tem de reconhecer. E não as reconheces pelo aspeto, porque curvo é curvo. Você as reconhece comparando dois pontos. Toma um x que seja o dobro, e vê o que faz y. Se y fica quatro vezes maior, é proporcional ao quadrado: y é a vezes x ao quadrado.

1:38Essa é a travagem do início, e a resposta era o quádruplo. Se y fica duas vezes menor, é inversamente proporcional: y é a dividido por x. Pensa numa viagem de comprimento fixo: ir ao dobro da velocidade é metade do tempo. Se y fica quatro vezes menor, é inversamente proporcional ao quadrado: y é a dividido por x ao quadrado.

2:04Assim funciona a luz de uma lâmpada quando te põe mais longe. E se y fica só raiz de dois vezes maior, há uma relação com a raiz quadrada: y é a vezes a raiz de x. Como o tempo que algo precisa para cair. Mede algo e vê: se x fica o dobro, y fica quatro vezes menor.

2:27Que relação é essa?

Determinar a constante a

2:29Se sabe que relação é, pode calcular a constante a. E isso dá de duas maneiras. Da sua tabela: calcula a para cada medida à parte, e toma a média. Ou do seu gráfico: escolhe dois pontos que não estejam muito juntos, calcula a para ambos, e se diferem, junta um terceiro.

2:53Percorri cento e vinte quilômetros. A quarenta quilômetros por hora isso durou três horas, a sessenta duas horas, a oitenta hora e meia. Isso é inversamente proporcional, logo a é v vezes t. Quarenta vezes três é cento e vinte. Sessenta vezes dois é cento e vinte.

3:12Oitenta vezes hora e meia é cento e vinte. Logo a é cento e vinte quilômetros, e essa é mesmo a distância que percorri. Se te der zero vírgula zero sete cinco, dividiu o tempo pela velocidade em vez de multiplicar. Porque é isso o bonito dessa constante: quase nunca é só um número.

3:34A sua unidade te diz o que é.

Três coisas para lembrar

3:38Três coisas. Uma reta é linear; se passa também pela origem, é diretamente proporcional, e só então pode dizer que o dobro também dá o dobro. Uma curva reconheces duplicando x e vendo o que faz y: quatro vezes maior, duas vezes menor, quatro vezes menor, ou raiz de dois maior.

4:00E a constante você tira de vários pontos, nunca de um. Vê depois a sua unidade, porque diz o que significa.

Duas perguntas

4:09Duas questões Uma. Um gráfico é uma reta perfeita, mas corta o eixo vertical em cinco. Pode dizer que y é diretamente proporcional a x? Duas. Duplica x e y fica quatro vezes maior. Calcula a com um ponto e te dá três. Que faz agora?

As respostas

4:38A primeira: não. É linear, mas não diretamente proporcional, porque não passa pela origem. Duplica x e verás: y não fica o dobro, porque esse cinco fica sempre por cima. A segunda: pega num segundo ponto. Um ponto te dá sempre um número, também se escolheu a relação errada.

4:59Só quando dois pontos dão o mesmo a, sabe que está bem.

Para encerrar

5:04Um gráfico curvo é difícil para ler dele uma constante. Assim que quiser endireitar essa curva, sem mudar uma única medida, precisa exatamente disto.

Veelgestelde vragen

Qual é a diferença entre linear e diretamente proporcional?

Uma reta é linear: y = a·x + b. Ela é diretamente proporcional só quando também passa pela origem, ou seja, quando b vale zero. Só então o dobro de x dá o dobro de y.

Como se reconhece que relação um gráfico curvo tem?

Comparando dois pontos, e não pela aparência. Tome um x do dobro do tamanho e veja o que y faz. Quatro vezes maior é proporcional ao quadrado, duas vezes menor é inversamente proporcional, quatro vezes menor é inversamente proporcional ao quadrado, e raiz de dois vezes maior é uma relação de raiz quadrada.

Por que não se pode determinar a constante a com um só ponto?

Porque um ponto sempre lhe dá um número, mesmo que você tenha escolhido a relação errada. Só quando dois pontos dão o mesmo a você sabe que acertou. Se diferirem, tome também um terceiro.

Por que a distância de frenagem fica quatro vezes mais longa ao dobro da velocidade?

Porque a distância de frenagem é proporcional ao quadrado da velocidade: y = a·x². Dobrar x deixa y quatro vezes maior. Essa é a forma que não supomos automaticamente, e por isso a resposta intuitiva do dobro está errada.

O que a unidade da constante lhe diz?

O que a constante é de verdade. Num trajeto de comprimento fixo a constante é velocidade vezes tempo, e a unidade dela é o quilômetro, que é exatamente a distância percorrida. A constante quase nunca é só um número.

Antes veio como se faz um gráfico a partir de uma série de medidas e se lhe põe uma reta de tendência.

Este vídeo tem áudio e legendas em vários idiomas. Escolha os seus sob o ícone de engrenagem do player, em Faixa de áudio e em Legendas.

Physics with Thomas: física explicada com imagens onde elas acrescentam algo, e sem elas onde distraem.

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Thomas Schuurmans

Mijn naam is Thomas Schuurmans, en ik heb een passie voor natuurkunde en voor begrijpen waarom dingen werken zoals ze werken. Wat ik wil, is jonge mensen aanmoedigen om vaker “waarom is dat?” en “hoe werkt dat?” te vragen, en ze de handvatten van de natuurkunde geven op een manier die makkelijk is en die je kunt zien.

Ik ben in 2003 afgestudeerd in Technische Natuurkunde aan de Technische Universiteit Delft. Daarna werkte ik ruim twintig jaar buiten het onderwijs: eerst bij TNO, daarna bij een ontwerpbureau, en uiteindelijk als oprichter van Proportion Global, waarmee ik aan innovatievraagstukken werk in Afrika, Latijns-Amerika en Zuid-Azië. Dat werk lijkt meer op natuurkunde dan je zou denken: niet beginnen bij een oplossing, maar eerst begrijpen wat er aan de hand is, iets proberen, fout zitten, en opnieuw kijken.

Sinds 2026 geef ik natuurkunde in de onder- en bovenbouw, en ben ik begonnen aan mijn master aan de Universiteit van Amsterdam voor mijn eerstegraads bevoegdheid. Daar leerde ik dat de echte aandacht van een middelbare scholier voor nieuwe stof ongeveer zeven minuten duurt. En mijn valkuil is nu net om te veel randverhalen te vertellen.

Daaruit is het idee geboren: video's die één onderwerp scherp en visueel uitleggen, binnen die zeven minuten. Ik maak ze voor mijn eigen leerlingen. Daarna zet ik ze openbaar online, want goede uitleg hoort beschikbaar te zijn voor iedereen die hem nodig heeft, waar je ook woont en in welke taal je denkt en spreekt.