Um carro faz uma viagem para norte com ¾ do tempo e para o sul com ¼ do tempo. A velocidade média na direção norte tem magnitude de 27 m/s, enquanto na direção sul tem 17 m/s. Qual é a velocidade média (direção e magnitude) para toda a viagem?
Passo 1
E aí gente, tudo bem? Vamos nessa questão usar muitooooooo conceito para conseguirmos interpretar o problema!!
Antes de mais nada, o problema pede VELOCIDADE MÉDIA. Você se lembra qual é a definição disso?
Onde o numerador dessa equação representa a distância ou deslocamento TOTAL, ou seja, essa palavrinha TOTAL faz diferença, porque uma vez que estamos falando de um deslocamento total, ele é a soma dos deslocamentos referentes a cada parte dessa viagem aí feita pelo carro. Mas tem algo também importante a se lembrar: O deslocamento é uma quantidade vetorial, então se ele viajou na primeira parte da viagem para o norte e na segunda parte para o sul, precisamos lembrar dos sinais que isso terá de acordo com nosso eixo de coordenadas. E o denominador é o tempo total desse deslocamento.
Vamos dizer que quando ele viaja pro Norte temos deslocamento positivo e quando pro Sul, deslocamento negativo.
Passo 2
De acordo com a equação que vimos no passo 1, temos que:
Note que na nossa equação o sinal negativo que apareceu na velocidade sul é oriundo do nosso deslocamento estar na direção negativa, pois sabemos que tempo é uma quantidade ESCALAR, portanto, para que o deslocamento tenha sinal negativo (pois é um vetor), o único parâmetro da nossa equação do passo (1) que pode fazer gerar esse sinal no deslocamento, é a velocidade, beleza?
Passo 3
Ainda lembrando da nossa equação do passo (1), temos que o tempo total de deslocamento será dado pela soma do tempo que levou a viagem para norte e o tempo que levou para Sul.
Mas o enunciado nos disse quanto vale cada uma dessas razões entre o tempo de viagem para cada direção em relação ao tempo total de viagem
Esse sinal de (+) indica que a velocidade média durante toda viagem apontava para o norte.