Física

Problemas Resolvidos de Física

Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES

HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 8.ED., LTC, RIO DE
JANEIRO, 2008.

FÍSICA 1

CAPÍTULO 2 – MOVIMENTO RETILÍNEO

01. Um automóvel viaja em uma estrada retilínea por 40 km a 30 km/h. Em seguida, continuando no mesmo sentido, percorre outros 40 km a 60 km/h. (a) Qual é a velocidade média do carro durante este percurso de 80 km? (Suponha que o carro se move no sentido positivo de x.) (b)
Qual é a velocidade escalar média? (c) Trace o gráfico de x em função de t e mostre como calcular a velocidade média a partir do gráfico.
(Pág. 33)
Solução.
(a) A velocidade média (vm) no percurso total corresponde à razão entre o deslocamento total (∆x12) e o intervalo de tempo total (∆t):
∆x12 ∆x1 + ∆x2
2∆x
(1)
= = vm =
∆t
∆t1 + ∆t2 ∆t1 + ∆t2
Na Eq. (1), as grandezas com índice 1 referem-se à primeira etapa da viagem e as com índice 2 à segunda etapa da viagem, como descrito no enunciado. O termo 2∆x é devido à igualdade entre ∆x1 e ∆x2. Em relação às etapas da viagem, suas velocidades médias valem:
∆x
vm1 =
∆t1
vm 2 =

∆x
∆t2

Explicitando o tempo de cada etapa, teremos:
∆x
∆t1 = vm1 ∆x
∆t2 = vm 2

(2)
(3)

Substituindo (2) e (3) em (1): vm =

2 ( 30 km/h )( 60 km/h )
2vm1vm 2
2∆x
= =
∆x ∆x vm 2 + vm1 ( 60 km/h ) + ( 30 km/h )
+
vm1 vm 2

vm = 40 km/h
O estudante deve ter percebido que o cálculo da velocidade média é função apenas das velocidades médias de cada uma das etapas. Isso é conseqüência da igualdade entre os deslocamentos envolvidos nessas etapas.
(b) A velocidade escalar média (vem) é a razão entre a distância total percorrida (s) e o intervalo de tempo (∆t). No presente caso, temos s = ∆x12. Portanto:
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Halliday, Resnick, Walker - Fund.de Física 1 - 8a Ed. - LTC - 2009.
Cap. 02 – Movimento Retilíneo