Na física, a velocidade média relaciona o espaço percorrido por um corpo em um dado intervalo de tempo.
Para calcular a velocidade média nas questões utilize a fórmula Vm = distância/tempo. A unidade do Sistema Internacional para essa grandeza é m/s [metros por segundo].
Questão 1
[FCC] Qual é a velocidade escalar média, em km/h, de uma pessoa que percorre a pé 1200 m em 20 min?
a] 4,8 b] 3,6 c] 2,7 d] 2,1
e] 1,2
Alternativa correta: b] 3,6.
1º passo: transformar metros em quilômetros.
Sabendo que 1 km corresponde a 1000 metros, temos:
2º passo: transformar minutos em horas.
3º passo: calcular a velocidade média em km/h.
Portanto, a velocidade escalar média é 3,6 km/h.
Veja também: Velocidade Média
Questão 2
Alonso decidiu passear pelas cidades próximas da região onde mora. Para conhecer os locais, ele gastou 2 horas percorrendo uma distância de 120 km. Que velocidade Alonso estava em seu passeio?
a] 70 km/h b] 80 km/h c] 60 km/h
d] 90 km/h
Alternativa correta: c] 60 Km.
A velocidade média é expressa matematicamente por:
Onde,
V é a velocidade média;
é espaço percorrido;
é o tempo gasto.
Substituindo os dados do enunciado na fórmula, temos:
Portanto, para conhecer a região, Alonso fez o percurso com uma velocidade média de 60 km/h.
Questão 3
[Cesgranrio] Uma pessoa, correndo, percorre 4,0 km com velocidade escalar média de 12 km/h. O tempo do percurso é de:
a] 3,0 min b] 8,0 min c] 20 min d] 30 min
e] 33 min
Alternativa correta: c] 20 min.
1º passo: calcular o tempo gasto em horas utilizando a fórmula de velocidade.
2º passo: fazer a conversão de horas em minutos.
Portanto, o tempo do percurso é de 20 minutos.
Veja também: Fórmulas de Cinemática
Questão 4
Laura estava passeando no parque com uma velocidade de 10 m/s em sua bicicleta. Realizando a conversão de unidades, qual seria essa velocidade se expressássemos em quilômetros por hora?
a] 12 km/h b] 10 km/h c] 24 km/h
d] 36 km/h
Alternativa correta: d] 36 km/h.
A maneira mais rápida de converter m/s para km/h, e vice-versa, é utilizando a seguinte relação:
Portanto:
Observe como se chegou ao valor de 3,6 para multiplicar a velocidade, em m/s, e transformá-la em km/h.
Outra maneira de realizar o cálculo é esta:
Sabendo que 1 km corresponde a 1000 m e 1 h apresenta 3600 segundos, podemos, através da regra de três, encontrar os valores que vamos aplicar na fórmula.
1º passo: conversão da distância de metros para quilômetros.
2º passo: conversão do tempo de segundos para horas.
3º passo: aplicação dos valores na fórmula de velocidade.
De diferentes formas chegamos ao mesmo resultado, que é 36 km/h.
Questão 5
[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:
a] 79,2 b] 80,0 c] 82,4 d] 84,0
e] 90,0
Alternativa correta: d] 84,0.
1º passo: calcular o tempo em minutos que corresponde a 1h 10min.
2º passo: calcular a distância percorrida utilizando a regra de três simples.
Se a velocidade escalar é de 72 km/h, isso significa que em 1 hora, ou 60 minutos, o carro percorreu 72 km. Para 70 minutos, temos:
Portanto, a distância percorrida é de 84 quilômetros.
Questão 6
Partindo do instante zero, um veículo sai da posição inicial de 60 metros e chega à posição final de 10 metros após 5 segundos. Qual a velocidade escalar média do veículo para efetuar esse percurso?
a] 10 m/s b] – 10 m/s c] 14 m/s
d] nula
Alternativa correta: b] – 10 m/s.
1º passo: determinar o espaço percorrido.
Para isso, subtrairmos a posição final da posição inicial.
Observe que o deslocamento é negativo. Quando isso ocorre quer dizer que o objeto realizou um movimento no sentido contrário à orientação positiva da trajetória, ou seja, o caminho se fez no sentido decrescente das posições.
2º passo: determinar o tempo gasto para efetuar o percurso.
Da mesma forma que fizemos no passo anterior, vamos também subtrair o valor final do inicial.
3º passo: calcular a velocidade média.
Agora, precisamos inserir os valores encontrados anteriormente na fórmula e realizar a divisão.
Observe na imagem a seguir a representação deste deslocamento.
Questão 7
[UEL] Um pequeno animal desloca-se com velocidade média igual a 0,5 m/s. A velocidade desse animal em km/dia é:
a] 13,8 b] 48,3 c] 43,2 d] 4,30
e] 1,80
Alternativa correta: c] 43,2.
1º passo: converter a unidade de metros em quilômetros.
2º passo: converter a unidade de segundos em dia.
Sabendo-se que:
1 hora possui 3600 segundos, pois
1 dia possui 86400 segundos, pois
Sendo assim:
3º passo: calcular a velocidade média em km/dia.
Observe outra maneira de fazer esse cálculo:
A velocidade média do animal é de 0,5 m/s, ou seja, em 1 segundo o animal percorre 0,5 m. Descobrimos a distância percorrida em um dia da seguinte forma:
Se 1 km possui 1 000 m, basta dividir 43 200 metros por 1000 e encontraremos que a velocidade média é de 43,2 km/dia.
Veja também: Movimento Uniforme
Questão 8
Pedro e Maria saíram para passear de carro. Eles partiram de São Paulo às 10 h em direção à Braúna, localizada a 500 km da capital.
Como o trajeto era longo, eles fizeram duas paradas de 15 minutos para abastecer e também gastaram 45 minutos para almoçar. Ao chegar no destino final, Maria olhou no relógio e viu que eram 18 h.
Qual a velocidade média da viagem?
a] 90 km/h b] 105 km/h c] 62,5 km/h
d] 72,4 km/h
Alternativa correta: c] 62,5 km/h
Para o cálculo da velocidade média o tempo que deve ser levado em consideração é o instante inicial e o instante final, independente de quantas paradas foram realizadas. Portanto:
Agora, de posse do valor do tempo gasto, podemos calcular a velocidade média.
[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?
a] 180 b] 4000 c] 1800 d] 14400
e] 2160
Alternativa correta: b] 4000.
Para converter a velocidade de km/h para m/s utilizamos o fator de conversão 3,6.
Portanto, 180 km/h corresponde a 50 m/s.
Sabendo que 1 min contém 60 s, então o tempo da volta mais rápida é:
1min20s = 60 s + 20 s = 80 s
Utilizando a fórmula de velocidade podemos calcular o comprimento da pista.
Outra maneira de resolver a questão é:
1º passo: converter o tempo dado em segundos.
2º passo: converter a distância em metros.
3º passo: transformar a unidade de velocidade média para m/s.
4º passo: calcular o comprimento da pista.
Sabendo que 1 minuto corresponde a 60 segundos e somando aos 20 segundos restantes, temos:
Efetuamos o seguinte cálculo para calcular o comprimento da pista:
Portanto, o comprimento da pista é de 4000 metros.
Questão 10
Carla saiu de onde mora em direção à casa de seus parentes, em uma distância de 280 km. Metade do percurso ela realizou com velocidade de 70 km/h e, na outra metade do caminho, ela decidiu reduzir ainda mais a velocidade, completando o percurso com 50 km/h.
Qual foi a velocidade média realizada no percurso?
a] 100 km/h b] 58,33 km/h c] 80 km/h
d] 48,22 km/h
Alternativa correta: b] 58,33 km/h.
Como o deslocamento total realizado por Carla foi de 280 km, podemos dizer que os trechos realizados com velocidades diferentes foram de 140 km cada.
O primeiro passo para resolver essa questão é calcular o tempo que ela gastou para percorrer cada trecho com a velocidade aplicada.
1º passo: calcular o tempo na primeira parte do percurso com velocidade de 70 km/h
2º passo: calcular o tempo na segunda parte do percurso com velocidade de 50 km/h
3º passo: calcular o tempo total para realizar o deslocamento de 280 km
4º passo: calcular a velocidade média do trajeto
Portanto, a velocidade média do percurso foi de 58,33 km/h.
Questão 11
[Mackenzie] O Sr. José sai de sua casa caminhando com velocidade escalar constante de 3,6 km/h, dirigindo-se para o supermercado que está a 1,5 km. Seu filho Fernão, 5 minutos após, corre ao encontro do pai, levando a carteira que ele havia esquecido. Sabendo que o rapaz encontra o pai no instante em que este chega ao supermercado, podemos afirmar que a velocidade escalar média de Fernão foi igual a:
a] 5,4 km/h b] 5,0 km/h c] 4,5 km/h d] 4,0 km/h
e] 3,8 km/h
Alternativa correta: c] 4,5 km/h.
Se o Sr. José e o seu filho vão em direção ao supermercado, então quer dizer que a distância percorrida [ ] pelos dois é igual.
Como os dois chegam ao mesmo tempo no supermercado o tempo final é o mesmo. O que muda de um para outro é o tempo inicial, já que Fernão vai ao encontro do pai 5 minutos após ele ter saído.
De acordo com essas informações, podemos calcular a velocidade de Fernão da seguinte forma:
1º passo: aplicar a fórmula de velocidade média para descobrir o tempo gasto pelo Sr. José.
2º passo: fazer a conversão de horas em minutos.
3º passo: calcular a velocidade média de Fernão.
Sabendo que Fernão saiu de casa 5 minutos após seu pai, o tempo gasto por ele para chegar até o supermercado foi de aproximadamente 20 minutos ou 0,333 h.
Aplicamos os dados na fórmula de velocidade média.
Portanto, a velocidade escalar média de Fernão foi igual a 4,5 km/h.
[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
Alternativa correta: d] 80.
1º passo: calcular o tempo gasto em horas
2º passo: calcular a velocidade média.
Portanto, a velocidade média do carro de Maria foi de 80 km/h.
Questão 13
[Fatec] Um elevador movimenta-se no sentido ascendente e percorre 40 m em 20 s. Em seguida, ele volta a posição inicial levando o mesmo tempo. A velocidade escalar média do elevador durante todo o trajeto vale:
a] 0 m/s b] 2 m/s c] 3 m/s d] 8 m/s
e] 12 m/s
Alternativa correta: a] 0 m/s
A fórmula para calcular velocidade média é:
Se o elevador subiu, a partir do solo, mas retornou para a posição inicial, significa que seu deslocamento foi igual a zero e, por isso, sua velocidade corresponde à 0 m/s, pois
Veja também: Movimento Uniforme - Exercícios
Questão 14
[UFPE] O gráfico representa a posição de uma partícula em função do tempo. Qual a velocidade média da partícula, em metros por segundo, entre os instantes t 2,0 min e t 6,0 min?
a] 1,5 b] 2,5 c] 3,5 d] 4,5
e] 5,5
Alternativa correta: b] 2,5.
1º passo: calcular a velocidade média entre os instantes 2,0 min e 6,0 min.
2º passo: transformar a unidade de m/min em m/s.
Portanto, a velocidade média da partícula entre os instantes t 2,0 min e t 6,0 min foi de 2,5 m/s.
Veja também: Cinemática - Exercícios
Questão 15
[UEPI] Em sua trajetória, um ônibus interestadual percorreu 60 km em 80 min, após 10 min de parada, seguiu viagem por mais 90 km à velocidade média de 60 km/h e, por fim, após 13 min de parada, percorreu mais 42 km em 30 min. A afirmativa verdadeira sobre o movimento do ônibus, do início ao final da viagem, é que ele:
a] percorreu uma distância total de 160 km b] gastou um tempo total igual ao triplo do tempo gasto no primeiro trecho de viagem c] desenvolveu uma velocidade média de 60,2 km/h d] não modificou sua velocidade média em consequência das paradas
e] teria desenvolvido uma velocidade média de 57,6 km/h, se não tivesse feito paradas
Alternativa correta: e] teria desenvolvido uma velocidade média de 57,6 km/h, se não tivesse feito paradas.
a] ERRADO. O percurso que o ônibus realizou foi de 192 km, pois
b] ERRADO. Para o tempo total ser o triplo do primeiro trecho o tempo gasto deveria ser de 240 minutos, mas a trajetória foi realizada em 223 minutos.
c] ERRADO. A velocidade média desenvolvida foi de 51,6 km/h, já que 223 minutos correspondem à aproximadamente 3,72 h.
d] ERRADO. A velocidade média foi modificada, pois o cálculo dessa grandeza leva em consideração apenas o instante final e inicial. Sendo assim, quanto maior o tempo para realizar um trajeto, menor será a velocidade média.
e] CORRETO. Foram realizadas duas paradas, 10 e 13 minutos, que atrasaram a viagem em 23 min. Se esse tempo não fosse gasto, a velocidade média seria aproximadamente 57,6 km/h.
Veja mais sobre cinemática.
Questão 16
[Enem 2013] Antes das lombadas eletrônicas, eram pintadas faixas nas ruas para controle da velocidade dos automóveis. A velocidade era estimada com o uso de binóculos e cronômetros. O policial utilizava a relação entre a distância percorrida e o tempo gasto, para determinar a velocidade de um veículo. Cronometrava-se o tempo que um veículo levava para percorrer a distância entre duas faixas fixas, cuja distância era conhecida. A lombada eletrônica é um sistema muito preciso, porque a tecnologia elimina erros do operador. A distância entre os sensores é de 2 metros, e o tempo é medido por um circuito eletrônico.
O tempo mínimo, em segundos, que o motorista deve gastar para passar pela lombada eletrônica, cujo limite é de 40 km/h, sem receber uma multa, é de
a] 0,05. b] 11,1. c] 0,18. d] 22,2.
e] 0,50.
Resposta correta: c] 0,18.
Dados:
é a distância entre os sensores.
Vm = 40 km/h é a velocidade limite.
Da relação da velocidade média, isolando o tempo, temos:
Substituindo os valores:
Como o problema pede a resposta em segundos, devemos transformar a velocidade para seu valor em m/s. Para isso, divide-se por 3,6.
Portanto, o tempo mínimo é de 0,18 s.
Questão 17
[Enem 2021] Nas estradas brasileiras existem vários aparelhos com a finalidade de medir a velocidade dos veículos. Em uma rodovia, cuja velocidade máxima permitida é de , um carro percorre a distância de 50 cm entre os dois sensores no tempo de 20 ms. De acordo com a Resolução n. 396, do Conselho Nacional de Trânsito, para vias com velocidade de até , a velocidade medida pelo aparelho tem a tolerância de além da velocidade máxima permitida na via. Considere que a velocidade final registrada do carro é o valor medido descontado o valor da tolerância do aparelho.
Nesse caso, qual foi a velocidade final registrada pelo aparelho?
Resposta correta:
Passo 1: determinar a velocidade do automóvel.
Para isso, convertemos as unidades de cm para m e ms [milissegundos] para segundos.
Velocidade média é a divisão entre a distância percorrida, pelo tempo que o móvel levou para completar o percurso.
Passando para km/h, basta multiplicar por 3,6.
25 . 3,6 = 90 km/h
Passo 2: determinar a velocidade medida pelo aparelho.
Como o aparelho possui tolerância de 7 km/h, a velocidade registrada será 7 km/h menor.
90 - 7 = 83
Portanto, a velocidade final registrada pelo aparelho é de 83 km/h.
Veja também a
- Equação de Torricelli
- Velocidade relativa