(UFPA) Maria saiu de Mosqueiro às 6 horas e 30 minutos, de um ponto da estrada onde o marco quilométrico indicava km 60.
Ela chegou a Belém às 7 horas e 15 minutos, onde o marco quilométrico da estrada indicava km 0. A velocidade média, em quilômetros por hora, do carro de Maria, em sua viagem de Mosqueiro até Belém, foi de: a) 45; b) 55; c) 60; d) 80; e) 120.
Como converter e calcular velocidade média?
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| Questão de Física do UFPA Foto: Divulgação/Gazeta Cruzada |
A resposta correta para esse problema é o item “d”. Se você quer vê como chegamos nessa conclusão, então continue lendo.
Essa questão pede para calcular a velocidade média e dar o seu resultado em quilômetro por hora. Isso significa o quê?
Primeiro que você precisa fazer duas coisas: converter(transformar) a velocidade e, somente, depois disso, calcular a mesma.
Só que isso pode ser um pouco difícil para quem está começando aprender física, mas não se apavore! O começo é difícil, mas a experiência torna tudo mais fácil.
Na explicação a seguir, você vai aprender a interpretar o problema e retirar os dados mais importantes do mesmo.
Então, primeiro, você precisa descrever, em forma de desenho, todos os dados do problema. Isso ajuda a entender e interpretar mais facilmente o que está sendo dito. Olhe a seguir uma representação gráfica desse problema.
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| Desenho representado os dados mais importantes do problema Foto: Reprodução / Redes Sociais |
Quais são as informações principais do problema?
Primerio, O que o desenho diz?
Fala que "maria saiu de um ponto M" (cidade de Mosqueiro) e chegou em ponto B (cidade de Belém).
O desenho nos conta também que Maria partiu do ponto M quando o relógio marcava t1 = 6h 30 min e chegou no ponto B, quando o relógio marcava t2 = 7h 15 min.
Na terceira situação, retratada no desenho, Quando Maria estava no ponto M, ela se encontrava no km60 e isso pode ser representado pela posição inicial Si = 60km.
A quarto dado, que aparece no desenho, diz que Quando Maria chegou no ponto B, ela passou a ocupar o km0 e isso chamamos de posição final Sf = 0km.
Observe que todas essas informações estão contidas de forma resumida no desenho. Na física, usamos representações desse tipo para facilitar interpretação rápida do problema.
Atenção! Você não precisa fazer um desenho perfeito. O objetivo aqui não é se tornar um desenhista profissional, mas, sim, visualizar/interpretar o problema sem muita dificuldade.
Executando o cálculo da velocidade média
Para encontrar a velocidade média, primeiro você vai precisar da equação, que é dada por: Vm=∆S/∆t.
O que essas letras significam?
Por exemplo:
- Vm representa a velocidade média do corpo;
- ∆s é o espaço percorrido, que também é conhecido por variação de espaço, variação de posição e também é chamado de deslocamento escalar;
- ∆t é o intervalo de tempo, conhecido também como a duração do tempo para que o corpo percorra determinado trajeto.
Qual é a forma mais fácil de calcular a velocidade média?
Primeiro. lhe recomendo que calcule o valor de ∆s e ∆t, separadamente, e o resultado você substitui na equação da velocidade média.
Então, para calcular o ∆S (deslocamento escalar) é preciso usar a sua equação que é dada por:
- ∆S = Sf – Si.
Agora, substituindo nessa equação, os valores das posições de Maria que são: Si= 60km e Sf=0 km. Obtemos algo do tipo:
- ∆S = Sf – Si
- ∆S = 0 – 60 = – 60km
Como você pode notar, não é difícil calcular o deslocamento, por que ele significa apenas a subtração da posição final pela inicial.
Para calcular o ∆t (intervalo de tempo), você vai precisar da seguinte equação:
- ∆S = t2 – t1.
Agor que você sabe disso, basta substituir nela os valores dos instantes de tempo, que são representados por: t1 = 6h 30 min e t2 = 7h 15 min.
Se você fizer isso, obterá que:
- ∆t = 7h 15 min – 6h 30 min. (Mas olhe com atenção que as unidades são diferentes.)
A melhor forma de subtrair unidades de tempo, primeiro faça subtração dos números de maior unidade, por exemplo, hora subtrai-se de hora. Ou seja, 7h - 6h = 1h. Depois disso, faz o que com o resto? Basta repetir como no exemplo abaixo. Fica assim:
- ∆t = 7h 15 min – 6h 30 min
- ∆t = 1h 15 min – 30 min
Atenção! Veja que não dar para subtrair, diretamente, o número 15 min de 30min. Isso acontece, porque, se você fizer isso, vai dar um resultado negativo(15 min - 30min = -15min).
Na física, não existe tempo negativo. Então, o que fazer para subtrair corretamente os minutos?
Mais uma coisa, antes de fazer isso! Também não dar para subtrair horas de minutos (ou seja, não pode fazer 1h - 30min). Isso ocorre porque, além de dar um valor negativo, são unidades diferentes.
Na matemática, números com unidades diferentes, antes de fazer qualquer coisa com eles, precisamos convertê-los (transformá-los) em números com a mesma unidade.
Despois que você fizer isso, o próximo passo é fazer as operações que são pedidas no problema, como subtração, soma, divisão, multiplicação e assiim por diante.
Então, como 1 h = 60 min, basta subtrair o valor 60 min de 30min e, em seguida, é só repetir o que sobrar. Ou seja, é só efetivar as operações a seguir:
- ∆t = 1h 15 min – 30 min
- ∆t = 60min 15 min – 30 min
- ∆t = 30min 15 min
Veja! Agora, tudo está em minutos e isso significa o que?
Significa que você pode somar os 30min com 15 min, como o que é feito a seguir:
- ∆t = 30min 15 min
- ∆t = 30min+ 15 min = 45 min
Agora é só calcular a velocidade média!
Primeiro, substitua os valores de ∆S = – 60km e ∆t = 45 min na equação da velocidade média.
- Vm = ∆S / ∆t
- Vm = - 60 km / 45 min
Se você simplificar , dividindo o numerador e denominador por 15, então, irá obter a seguinte relação.
- Vm = - 60 km / 45 min
- Vm= - 4 km / 3 min
Esse seria o nosso resultado, se a questão não pedisse para converter a velocidade média em quilometro por hora.
Então, Vamos converter a velocidade média em quilômetro por hora?
Tem vários métodos para converter velocidade média em quilômetros por hora. Um desses métodos consiste em substituir o valor de cada unidade em seu devido lugar.
Para fazer isso, primeiro coloque o número 1 ao lado das unidades que você quer converter, como o que aparece destacado no exemplo a seguir.
- Vm= - 4 km / 3 min
- Vm= (- 4).1km / 3. 1min
Colocar o número 1 ao lado das unidades não altera o valor da velocidade, mas facilita a conversão de unidades. Por exemplo, Se você multiplicar (-4km) por 1, o resultado continua (-4).
Então, sabendo que 1h = 60 min e se dividir ambos os lados dessa igualdade por 60, você obtém um minuto: 1min=1h/60.
Agora é só substituir o valor 1min=1h/60 na expressão abaixo:
- Vm= (- 4).1km / 3. 1min
- Vm= (- 4).1km / 3. (1h/60) (agora multiplique (-4) por 1km e 3 por 1h.)
O restante dos números, você repete e encontra a expressão:
- Vm= - 4km / (3h/60).
Agora divida -4km pela fração 3h / 60. Para fazer isso, lembre-se da regrinha de fração que diz o seguinte: repita o numerador e multiplique pelo inverso da fração. Veja que o inverso da fração 3h / 60 é 60 / 3h). Ou seja, fazendo isso, você terá algo do tipo:
- Vm= - 4km x (60 / 3h) {multiplique -4km por 60 e repete o resto}
- Vm= - 240km / 3h {divida -240km por 3h}
- Vm= - 80 km / h
Então, o valor absoluto da velocidade média é 80km/h e o seu sinal negativo significa que o movimento da Maria é retrógrado.
Lembre-se que o movimento retrógrado é caminhar ou se mover no sentindo contrário da trajetória. Então, a resposta correta é o item "d".