UFJF 2022 (PISM, Módulo I) — questão 11 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade média do motoqueiro entre 0 e 4,00 s, em km/h.

Passo 1 — o deslocamento é a área sob o gráfico v × t. Em cada trecho a velocidade é constante, então a área é um retângulo (velocidade × tempo):

$$\Delta s_1 = 10{,}0 \times 2{,}00 = 20{,}0\ \text{m}$$

$$\Delta s_2 = 15{,}0 \times 2{,}00 = 30{,}0\ \text{m}$$

$$\Delta s = 50{,}0\ \text{m}$$

Passo 2 — velocidade média. É o deslocamento total dividido pelo tempo total:

$$v_m = \frac{50{,}0\ \text{m}}{4{,}00\ \text{s}} = 12{,}5\ \text{m/s}$$

Passo 3 — para km/h. Multiplica-se por 3,6:

$$v_m = 12{,}5 \times 3{,}6 = 45{,}0\ \text{km/h}$$

Conferindo: os dois trechos têm a mesma duração (2,00 s cada), e só nesse caso a velocidade média coincide com a média simples das velocidades: (10,0 + 15,0)/2 = 12,5 m/s. Se as durações fossem diferentes, essa média simples daria errado.

⚠️ A armadilha: o radar de 40,0 km/h é só cenário: não entra na conta (é a alternativa A, para quem se distrai). Outro erro é usar uma velocidade só: 10,0 m/s = 36,0 km/h (alternativa C) ou 15,0 m/s = 54,0 km/h (alternativa E).

A ideia em uma frase: velocidade média é deslocamento total sobre tempo total, e o deslocamento é a área sob o gráfico v × t.

Resposta: alternativa B (45,0 km/h).