Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Velocidade Média com questões de Vestibulares.
Você pode conferir as videoaulas, conteúdo de teoria, e mais questões sobre o tema aqui.
1. (Fuvest) Após chover na cidade de São Paulo, as águas da chuva descerão o rio Tietê até o rio Paraná, percorrendo cerca de 1.000km. Sendo de 4km/h a velocidade média das águas, o percurso mencionado será cumprido pelas águas da chuva em aproximadamente:
- 30 dias
- 10 dias
- 25 dias
- 2 dias
- 4 dias
2. (Fuvest-SP) Dirigindo-se a uma cidade próxima, por uma autoestrada plana, um motorista estima seu tempo de viagem, considerando que consiga manter uma velocidade escalar média de 90 km/h. Ao ser surpreendido pela chuva, decide reduzir sua velocidade escalar média para 60 km/h, permanecendo assim até a chuva parar, quinze minutos mais tarde, quando retoma sua velocidade escalar média inicial. Essa redução temporária aumenta seu tempo de viagem, com relação à estimativa inicial, em:
- 5 minutos
- 7,5 minutos
- 10 minutos
- 15 minutos
- 30 minutos
3. (UF-PE) Um automóvel se desloca numa estrada retilínea sempre no mesmo sentido. Inicialmente, ele percorre um trecho de comprimento 400 km em 8 horas. O motorista para durante uma hora e, em seguida, percorre mais 200 km em 6 horas. A velocidade média em todo o percurso, em km/h, é igual a:
- 100
- 80
- 60
- 50
- 40
04. (FGV) Numa corrida de fórmula 1 a volta mais rápida foi feita em 1 min e 20 s a uma velocidade média de 180 km/h. Pode-se afirmar que o comprimento da pista, em metros, é de?
- 180
- 4000
- 1800
- 14400
- 2160
05. (UEL) Um carro percorreu a metade de uma estrada viajando a 30km/h e a outra metade da estrada a 60km/h. Sua velocidade média no percurso total foi, em km/h, de
- 60
- 54
- 48
- 40
- 30
06. (Unitau) Um carro mantém uma velocidade escalar constante de 72,0 km/h. Em uma hora e dez minutos ele percorre, em quilômetros, a distância de:
- 79,2
- 80,0
- 82,4
- 84,0
- 90,0
07. (Cesgranrio) Uma pessoa, correndo, percorre 4,0 km com velocidade escalar média de 12 km/h. O tempo do percurso é de:
- 3,0 min
- 8,0 min
- 20 min
- 30 min
- 33 min
08. (UNICAMP) Drones são veículos voadores não tripulados, controlados remotamente e guiados por GPS. Uma de suas potenciais aplicações é reduzir o tempo da prestação de primeiros socorros, levando pequenos equipamentos e instruções ao local do socorro, para que qualquer pessoa administre os primeiros cuidados até a chegada de uma ambulância. Considere um caso em que o drone ambulância se deslocou 9 km em 5 minutos. Nesse caso, o módulo de sua velocidade média é de aproximadamente:
- 1,4 m/s.
- 30 m/s.
- 45 m/s.
- 140 m/s.
09. (UFRGS) Em 2014, comemoraram-se os 50 anos do início da operação de trens de alta velocidade no Japão, os chamados trens-bala. Considere que um desses trens desloca-se com uma velocidade constante de 360 km/h sobre trilhos horizontais. Em um trilho paralelo, outro trem desloca-se também com velocidade constante de 360 km/h, porém em sentido contrário.
Nesse caso, o módulo da velocidade relativa dos trens, em m/s, é igual a:
- 50.
- 100.
- 200.
- 360.
- 720.
10. (FCC) Qual é a velocidade escalar média, em km/h, de uma pessoa que percorre a pé, 1200 m em 20 min?
- 4,8
- 3,6
- 2,7
- 2,1
- 1,2
A velocidade média é uma grandeza caracterizada pela variação da posição de um corpo em determinado tempo. Com base na divisão do espaço percorrido pelo tempo que demorou para percorrer, é possível encontrar a velocidade do corpo: Vm = ΔS/Δt. A unidade de medida mais usual é a km/h, porém, no Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de velocidade é dada por m/s.
Leia também: Qual é a diferença entre o movimento acelerado e retardado?
Resumo sobre velocidade média
- Velocidade média é uma grandeza caracterizada pelo deslocamento de um corpo em determinado tempo.
- As unidades de medida mais utilizadas para velocidade são: km/h e m/s.
- A velocidade escalar é considerada apenas o módulo, sem pensar na direção ou sentido.
- A velocidade média é uma grandeza vetorial, então possui: módulo, direção e sentido.
- O deslocamento é definido pela posição final menos a posição inicial do corpo.
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O que é velocidade média?
A velocidade média é dada pela divisão do deslocamento de um corpo em determinado intervalo de tempo. Diferentemente da velocidade instantânea, que apenas nos mostra a velocidade do corpo num exato ponto, a velocidade média desconsidera a aceleração durante o percurso. Dessa forma, apenas se considera o ponto de partida e o de chegada, sem se importar se o corpo fez pausas, aumentou ou diminuiu a velocidade ao longo do trajeto.
Fórmula da velocidade média
Para a velocidade média, é necessário saber o deslocamento do corpo e o tempo de deslocamento:
- Vm: velocidade média (m/s);
- ΔS: deslocamento (m);
- Δt: intervalo de tempo (s).
A unidade de medida da velocidade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é dada em metros por segundo (m/s), porém se utiliza muito o quilômetro por hora (km/h). Assim, é possível converter os valores diretamente de km/h para m/s, e vice-versa, da seguinte maneira:
Como 1 km equivale a 1000 metros e uma 1 hora equivale a 3600 segundos, chegamos a esse valor de 3,6. Portanto, para transformar um valor de km/h para m/s, basta dividi-lo por 3,6, e para transformar uma velocidade de m/s para km/h, basta multiplicá-la por 3,6.
Leia também: Principais equações da Cinemática
Como calcular a velocidade média
Em alguns casos, nos quais não são dados os valores de deslocamento e tempo, é possível utilizar a equação da velocidade da seguinte forma:
Para achar o deslocamento:
ΔS = Vm.Δt
Para o tempo:
Além disso, é possível encontrar a velocidade média por meio da reta tangente de um gráfico da posição em função do tempo:
Quanto mais inclinada for a reta, maior será a velocidade média. Nessa situação, a velocidade pode ser chamada de coeficiente angular da reta. Para encontrá-la, basta pegar 2 pontos no eixo y e no eixo x:
Exemplo
Uma família viaja de São Paulo para o Rio de Janeiro, para passar as férias. A viagem tem uma duração de 6 horas em um percurso de 435 km. Qual a velocidade média do automóvel da família?
A velocidade média e o movimento
Dependendo do tipo de movimento envolvido no exercício, a velocidade média pode variar.
- Movimento retilíneo uniforme (MRU): no MU, a velocidade média é constante e igual à velocidade instantânea, ou seja, o corpo não acelera.
- Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV): no MUV, a velocidade varia de maneira uniforme. Dessa forma, há aceleração e a velocidade média é diferente da velocidade instantânea.
Diferenças entre velocidade média e velocidade escalar média
Tanto a velocidade média quanto a velocidade escalar média encontram um valor médio de velocidade durante um trajeto em que ocorreu uma variação da velocidade, ou seja, um percurso que teve aceleração.
A diferença entre as duas grandezas é que a velocidade média é vetorial, precisa do módulo (valor), da direção e do sentindo do movimento, enquanto a velocidade escalar média é uma grandeza escalar, em que só é necessária a informação do seu valor, desconsiderando-se a direção e o sentido.
Com isso, quando falamos de velocidade média, medimos o deslocamento, que também é uma grandeza vetorial, considerando o ponto final e o ponto inicial do movimento. Na velocidade escalar média, medimos o espaço percorrido, o que jamais poder dar um valor nulo.
Leia também: Diferença entre movimento progressivo e retrógrado
Velocidade média vetorial
Para calcular a velocidade média vetorial, é necessário considerar a soma vetorial. Na forma gráfica, cada vetor é colocado com o final encaixado com o início do próximo vetor.
O vetor resultante é obtido unindo o início do primeiro vetor com o final do último. Dessa maneira, é possível encontrar o vetor velocidade ou o vetor deslocamento.
Exercícios resolvidos sobre velocidade média
Questão 1
(Fuvest) Dirigindo-se a uma cidade próxima, por uma autoestrada plana, um motorista estima seu tempo de viagem, considerando que consiga manter uma velocidade média de 90 km/h. Ao ser surpreendido pela chuva, decide reduzir sua velocidade média para 60 km/h, permanecendo assim até a chuva parar, quinze minutos mais tarde, quando retoma sua velocidade média inicial. Essa redução temporária aumenta seu tempo de viagem, com relação à estimativa inicial, em:
a) 5 minutos
b) 7,5 minutos
c) 10 minutos
d) 15 minutos
e) 30 minutos
Resolução:
Alternativa A
Nos 15 minutos (1 quarto de hora) em que a velocidade média do motorista era de 60 km/h, ele percorreu:
ΔS = Vm.Δt
ΔS = 60.0.25 = 15 km
Se ele tivesse mantido os 90 km/h, ele teria percorrido esses 15 km em:
Δt = 15/90 = 0,16 h = 1/6 h
Vendo esse valor em minutos:
1 h → 60 min
1/6 h → 10 min
Então, em relação à diminuição da velocidade, houve um aumento de: 15 – 10 = 5 minutos.
(Unicamp) O passeio completo no complexo do Pão de Açúcar inclui um trecho de bondinho de aproximadamente 540 m, da Praia Vermelha ao Morro da Urca, uma caminhada até a segunda estação no Morro da Urca, e um segundo trecho de bondinho de cerca de 720 m, do Morro da Urca ao Pão de Açúcar. A velocidade escalar média do bondinho no primeiro trecho é V1 = 10,8 km/he, no segundo, é V2= 14,4 km/h. Supondo que, em certo dia, o tempo gasto na caminhada no Morro da Urca somado ao tempo de espera nas estações é de 30 minutos, o tempo total do passeio completo da Praia Vermelha até o Pão de Açúcar será igual a:
a) 33
b) 36
c) 42
d) 50
Resolução:
Alternativa B
Primeiro, é necessário achar o tempo do percurso de cada bondinho.
Para o primeiro bondinho:
Para o segundo bondinho:
Esse tempo dura: 0,05 h + 0,05 h = 0,1 h
Transformando-o em minutos:
1 h → 60 min
0,1 h → 6 min
Com a espera na estação, o percurso total dura: 6 + 30 = 36 minutos