OBF 2025 (1ª fase, Nível I) — questão 4 de Física

Gabarito CCinemática — tempo mínimo de viagem com dois limites de velocidadeOlimpíada Brasileira de Física · 1ª fase · Nível I (8º e 9º anos do EF)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 4 de Física do OBF 2025 (1ª fase, Nível I)

Enunciado em texto

Uma pessoa planeja uma viagem de automóvel até a capital de seu estado, que está a 160 km de distância da cidade onde reside.

O primeiro trecho do percurso, com 100 km, é feito por uma estrada simples, onde a velocidade máxima permitida é de 80 km/h. O restante da viagem é feito por uma autoestrada, onde a velocidade máxima permitida é de 120 km/h.

Considerando que a pessoa respeita os limites de velocidade e que não faz paradas, determine a menor duração possível da viagem, em minutos.

(a) 80

(b) 96

(c) 105

(d) 108

(e) 120

(Enunciado: Olimpíada Brasileira de Física 2025, 1ª fase, Nível I — SBF.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.

Resolução comentada

O que a questão pede: o menor tempo total da viagem, andando sempre no limite de cada trecho.

Passo 1 — a ideia. O menor tempo possível é andar o tempo todo na velocidade máxima permitida de cada trecho. Como as velocidades são diferentes, calculamos o tempo de cada trecho separado, usando

t=dvt = \frac{d}{v}

Passo 2 — trecho na estrada simples (100 km a 80 km/h):

t1=10080=1,25 ht_1 = \frac{100}{80} = 1{,}25\ \text{h}

t1=1,25×60=75 mint_1 = 1{,}25 \times 60 = 75\ \text{min}

Passo 3 — trecho na autoestrada. O restante é 160 − 100 = 60 km, a 120 km/h:

t2=60120=0,5 h=30 mint_2 = \frac{60}{120} = 0{,}5\ \text{h} = 30\ \text{min}

Passo 4 — tempo total:

t=75+30=105 mint = 75 + 30 = 105\ \text{min}

Conferindo: em 1 h a 80 km/h o carro anda 80 km; os 20 km que faltam no primeiro trecho, a 80 km/h, levam 15 min. Com os 30 min da autoestrada: 60 + 15 + 30 = 105 min.

⚠️ A armadilha: fazer a média das velocidades, (80 + 120)/2 = 100 km/h, e calcular 160/100 = 1,6 h = 96 min, alternativa (B). Isso está errado porque o carro passa mais tempo no trecho lento; a média simples só funcionaria se ele passasse tempos iguais nos dois trechos.

A ideia em uma frase: com velocidades diferentes, calcule o tempo de cada trecho e some; não faça média das velocidades.

Resposta: alternativa C (105 minutos).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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