Diga quais das situações seguintes são possiveis e quais são impossiveis: (o) uma particula com velocidade escalar média diferente de zero, mas com vetor velocidade média igual a zero.
Passo 1
Vamos analisar a situação apresentada: uma partícula que tem uma velocidade escalar média diferente de zero, mas com o vetor velocidade média igual a zero. Para resolver isso, vamos utilizar conceitos de cinemática, especificamente sobre velocidade média e a diferença entre velocidade escalar média e vetor velocidade média.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é velocidade escalar média. Ela é definida como a distância total percorrida dividida pelo tempo total gasto, representada pela fórmula:
Essa grandeza sempre é positiva ou zero, pois é baseada na distância, que não tem direção.
Passo 3
Agora, vamos ver o que é o vetor velocidade média. Diferente da velocidade escalar média, o vetor velocidade média considera a direção do movimento. É calculado pela variação do deslocamento dividido pelo tempo total:
Aqui, o deslocamento (
) pode ser positivo ou negativo, indicando a direção do movimento.
Passo 4
Para que uma partícula tenha velocidade escalar média diferente de zero, ela precisa ter percorrido uma distância total maior que zero. Isso significa que a partícula realmente se moveu.
Passo 5
Por outro lado, para que o vetor velocidade média seja igual a zero, o deslocamento total deve ser zero:
Isso acontece quando a partícula retorna ao ponto de partida, ou seja, percorre um caminho de ida e volta que resulta em deslocamento nulo.
Passo 6
Então, é possível uma partícula ter uma velocidade escalar média diferente de zero (pois percorreu uma distância) e, ao mesmo tempo, um vetor velocidade média igual a zero (pois retornou ao ponto inicial). Um exemplo clássico é o movimento de um objeto que vai para frente e depois volta na mesma trajetória, anulando o deslocamento total.
Resposta
Sim, é possível uma partícula ter velocidade escalar média diferente de zero e vetor velocidade média igual a zero.