OBF 2025 (1ª fase, Nível II) — questão 2 de Física

Gabarito DCinemática — rapidez média a partir do gráfico posição × tempoOlimpíada Brasileira de Física · 1ª fase · Nível II (1ª e 2ª séries do EM)

Enunciado da questão 2 de Física do OBF 2025 (1ª fase, Nível II) — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Em um laboratório de Física, uma estudante controla o movimento de um carrinho teleguiado que se move em linha reta. Depois da experiência, ela constrói o gráfico mostrado, no qual a posição $x$ do carrinho é dada em metros, e o tempo $t$ é dado em segundos.

A rapidez média (velocidade escalar média) do carrinho entre os instantes $t_i = 0$ e $t_f = 50$ s, em m/s, é:

[Gráfico: posição $x$ (m), de −3 a 3, no eixo vertical, com as marcas −2,0; 0 e 2,0; tempo $t$ (s), de 0 a 50, no eixo horizontal, com marcas 0, 10 e 40 e linhas de grade a cada 10 s. A linha vermelha é formada por quatro segmentos de reta: de (0 s; 0) sobe até (20 s; 2,0 m); desce até (30 s; 0); fica em 0 até 40 s; desce até (50 s; −2,0 m).]

(a) 0,00

(b) 0,04

(d) 0,12

(e) 0,15

(Enunciado e figura: Olimpíada Brasileira de Física 2025, 1ª fase, Nível II — 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: a rapidez média, isto é, a distância total percorrida dividida pelo tempo total.

Passo 1 — distância em cada trecho do gráfico. A distância percorrida é quanto o carrinho andou, sem descontar idas e voltas:

• de 0 a 20 s: vai de 0 a 2,0 m → anda 2,0 m;

• de 20 a 30 s: volta de 2,0 m a 0 → anda 2,0 m;

• de 30 a 40 s: fica parado em 0 → anda 0;

• de 40 a 50 s: vai de 0 a −2,0 m → anda 2,0 m.

$d = 2{,}0 + 2{,}0 + 0 + 2{,}0 = 6{,}0\ \text{m}$

Passo 2 — a rapidez média:

$v = \frac{d}{\Delta t} = \frac{6{,}0}{50} = 0{,}12\ \text{m/s}$

⚠️ A armadilha: usar o deslocamento (posição final menos inicial) no lugar da distância: $-2{,}0 - 0 = -2{,}0$ m, o que dá $2{,}0/50 = 0{,}04$ m/s em módulo, a alternativa (B). Isso é a velocidade média (vetorial), não a rapidez média. A rapidez conta tudo o que o carrinho andou, inclusive a volta.

A ideia em uma frase: rapidez média usa a distância total percorrida; velocidade média usa só o deslocamento.

Resposta: alternativa D (0,12 m/s).

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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OBF 2025 (1ª fase, Nível II) — questão 2 de Física

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