Uma corredora cobre 100 m em 10,0 s e depois retorna 50,0 m, andando em direção ao ponto de partida, em 30,0 s. (a) Qual é a sua velocidade escalar média e (b) qual é a velocidade média durante todo o evento? © Qual seria a velocidade média se a corredora tivesse retornado ao ponto de partida no mesmo tempo que levou para ir?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A gente tem uma corredora que corre uma certa distância e depois volta um pouco. A matéria aqui é cinemática, que estuda os movimentos. Para resolver os itens (a), (b) e ©, vamos precisar calcular velocidades médias, tanto escalar quanto vetorial, usando fórmulas básicas de velocidade média.
Passo 2
Item (a): Qual é a sua velocidade escalar média?
Primeiro, a velocidade escalar média é calculada dividindo a distância total percorrida pelo tempo total gasto. É simples assim:
A corredora corre 100 metros e depois retorna 50 metros, então a distância total é:
O tempo total gasto foi:
Agora, aplicando a fórmula:
Passo 3
Item (b): Qual é a velocidade média durante todo o evento?
Aqui, a gente precisa falar de velocidade média vetorial, que considera o deslocamento total (a posição final menos a inicial) dividido pelo tempo total.
A corredora foi 100 metros em uma direção e depois retornou 50 metros na direção oposta. Então, o deslocamento total é:
O tempo total já sabemos que foi 40 segundos.
Aplicando a fórmula:
Passo 4
Item ©: Qual seria a velocidade média se a corredora tivesse retornado ao ponto de partida no mesmo tempo que levou para ir?
Vamos imaginar que a corredora retorna os 100 metros em 10 segundos, igualando o tempo da ida.
Primeiro, calculamos o deslocamento total. Ela vai 100 metros e volta 100 metros, então:
O tempo total agora é:
Aplicando a fórmula da velocidade média vetorial:
Isso faz sentido porque ela voltou exatamente para o ponto de partida, então não houve deslocamento líquido.
Resposta
(a) A velocidade escalar média é de 3,75 m/s.
(b) A velocidade média durante todo o evento é de 1,25 m/s.
© Se a corredora tivesse retornado ao ponto de partida no mesmo tempo, a velocidade média seria de 0 m/s.