PUC-SP 2013 (inverno) — questão 16 de Física

Enunciado em texto
Um estudante percorre uma praça quadrada de lados iguais a L. Após uma volta completa, em que cada lado da praça foi percorrido com velocidades escalares constantes de módulos iguais a v, 2v, 3v e 4v, o estudante resolveu calcular sua velocidade escalar média ao longo do percurso. O resultado obtido foi
[Figura: um quadrado; a partida é no vértice inferior esquerdo. O lado de baixo é percorrido para a direita com velocidade v; o lado direito, para cima, com 2v; o lado de cima, para a esquerda, com 3v; o lado esquerdo, para baixo, com 4v.]
(A) 10v / 4
(B) 4L / 10v
(C) 10v / 4L
(D) 25v / 48
(E) 48v / 25
(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2013 (Inverno) — PUC-SP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).
Resolução comentada
O que a questão pede: a velocidade escalar média na volta completa.
Passo 1 — a distância total: quatro lados, 4L.
Passo 2 — o tempo de cada lado ():
Passo 3 — a média:
(Cerca de 1,92v.)
⚠️ A armadilha: a média aritmética das velocidades, (alternativa A). O estudante passa muito mais tempo no lado lento, e por isso a média fica abaixo de 2,5v. Outra é inverter a fração e marcar 25v/48, que nem tem cara de velocidade média entre v e 4v.
A ideia em uma frase: velocidade média é distância total sobre tempo total; com trechos de mesmo comprimento, some os tempos L/v de cada um.
Resposta: alternativa E (48v/25).
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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