A definição de velocidade média entre os instantes
e
é dada pela equação
(essa equação está apresentada e discutida no livro Curso de Física Básica, vol. 1,
edição, de H. M. Nussenzveig - é a equação 3.4.2).
Do lado direito desta equação, está apresentada uma razão entre duas grandezas físicas. Responda: Qual grandeza física se encontra no numerador? Esta é uma grandeza escalar ou vetorial? Qual grandeza física se encontra no denominador? Esta é uma grandeza escalar ou vetorial? De posse das suas respostas, a grandeza física velocidade média é uma grandeza escalar ou vetorial? Por quê?
Se um móvel se desloca com velocidade constante de
, qual distância terá percorrido após uma unidade de tempo (ou seja, 1 hora)? E após 3 unidades de tempo?
Do lado direito desta equação, está apresentada uma razão entre duas grandezas físicas. Responda: Qual grandeza física se encontra no numerador? Esta é uma grandeza escalar ou vetorial? Qual grandeza física se encontra no denominador? Esta é uma grandeza escalar ou vetorial? De posse das suas respostas, a grandeza física velocidade média é uma grandeza escalar ou vetorial? Por quê?
Se um móvel se desloca com velocidade constante de
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me trouxe um exercício que fala sobre velocidade média e como calcular distância com velocidade constante. A gente vai precisar entender o que é velocidade média, as diferenças entre grandezas escalares e vetoriais, e como aplicar essas ideias para encontrar as respostas. Vamos destrinchar isso juntos!
Passo 2
Primeiro, vamos olhar a definição de velocidade média que foi dada:
Aqui, temos uma fração dividindo duas grandezas. No numerador está
e no denominador
. Vamos entender o que cada uma significa.
Passo 3
A
representa a variação de posição, ou seja, o deslocamento do objeto entre o tempo inicial
e o tempo final
. Como posição envolve direção e sentido no espaço, essa grandeza é vetorial.
Passo 4
Já
é a variação de tempo, ou seja, quanto tempo se passou entre
e
. O tempo é uma grandeza que não tem direção no espaço, então ela é escalar.
Passo 5
Agora, sabendo que a velocidade média é a razão entre uma grandeza vetorial (
) e uma escalar (
), o resultado dessa operação será uma grandeza vetorial. Isso porque estamos dividindo um vetor por um número.
Passo 6
Portanto, respondendo às perguntas:
- Numerador:
, que é uma grandeza vetorial. - Denominador:
, que é uma grandeza escalar. - Velocidade média: É uma grandeza vetorial, pois resulta da divisão de um vetor por um escalar.
Passo 7
Agora, para a segunda parte do exercício: se um móvel se desloca com velocidade constante de
, qual distância ele percorre após 1 hora e após 3 horas?
Como a velocidade é constante, a distância percorrida (
) pode ser calculada multiplicando a velocidade (
) pelo tempo (
):
Passo 8
Calculando para 1 hora:
Passo 9
E para 3 horas:
Resposta
A distância percorrida após 1 hora é de
e após 3 horas é de
.