Para descrever o movimento de um corpo sob aceleração - movimento uniformemente acelerado (MUV), usamos as equações horárias da velocidade e do espaço. Afinal, o objeto se move no decorrer do tempo e a sua relação com o espaço resultam nos conceitos de velocidade e aceleração.
No entanto, em alguns momentos não temos informações de quando a movimento se iniciou (tempo inicial), mas sabemos algumas características como velocidade inicial ou final, aceleração ou distância percorrida. Assim, utilizamos a Equação de Torricelli, que foi deduzida a partir das funções horárias do MUV.
Função horária da velocidade:
v = v_0 + a \cdot t
Função horária do espaço:
S = S_0 + v_0 \cdot t + \frac{a}{2} \cdot t^2
Podemos elevar os dois membros da função da velocidade ao quadrado:
v^2 = (v_0 + a \cdot t)^2
v^2 = v_{0}^2 + 2v_0 \cdot at + a^2 t^2
v^2 = v_{0}^2 + 2a (v_0 t+ \frac{at^2}{2})
A partir da função do espaço, temos:
S = S_0 + v_0 \cdot t + \frac{a}{2} \cdot t^2
S - S_0 = v_0 \cdot t + \frac{a}{2} \cdot t^2
\Delta S = v_0 \cdot t + \frac{a}{2} \cdot t^2
Substituindo:
v^2 = v_{0}^2 + 2a \Delta S
Dessa forma, temos a Equação de Torricelli, onde a velocidade v varia em função do espaço ΔS. Perceba que todas as informações da equação – velocidade, aceleração e espaço – podem assumir valores positivos ou negativos de acordo com a orientação da trajetória.
Referência:
Os Fundamentos da Física – Moderna Plus. Ramalho, Nicolau e Toledo. Vol. 01. Moderna. 11ª Ed. SP. 2016