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O que é velocidade média? [Física no Enem]

EAD PUC GOIÁS   |    | 10 min de leitura
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  Tag: Enem

Ele está chegando! O Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) terá sua edição deste ano nos dias 21 e 28 de novembro. O formato tradicional conta com 180 questões de múltipla escolha e mais uma redação.

A disciplina de Física faz parte da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias e terá 15 questões objetivas.

Apesar de ser o estilo “de marcar x”, como é popularmente chamado o modo objetivo, as perguntas precisam de cálculos para chegar à resposta. Essas contas podem ser realizadas na folha de rascunho que será disponibilizada no dia da aplicação do caderno.

O participante precisa estar por dentro da matéria para mandar bem. Um dos assuntos mais importantes que será abordado na prova é “velocidade média”.

Mas o que é isso? Como pode ser aplicada? Continue lendo para saber tudo sobre o tema:

  1. Conceitos de cinemática fundamentais para compreender a velocidade média
  2. O que é velocidade média
    2.1 Fórmula da velocidade média
    2.2 Os diferentes tipos de movimentos e velocidades
    2.3 Gráficos da velocidade no MU e MUV
    2.4 Unidade de medida da velocidade média
  3. Como calcular a velocidade média
  4. Qual a diferença entre velocidade média e velocidade escalar média
  5. Questões do Enem sobre velocidade média
  6. Assimilando o conteúdo

Conceitos de cinemática fundamentais para compreender a velocidade média

Antes de começarmos a falar sobre a velocidade média de fato, é preciso que alguns conceitos da cinemática, área da Física que estuda os movimentos, estejam claros.

Essas definições são muito importantes e estão presentes no estudo da velocidade média e também em outros assuntos que caem em Física no Enem.

1. Posição

Esse primeiro conceito consiste no espaço em que um corpo está num determinado momento de tempo. Em gráficos, pode ser “posição 3x”, “posição 2y” e assim vai.

2. Deslocamento

Mais um conceito que você precisa ter afiado por aí. Trata-se da variação na posição de um objeto. Consiste no espaço que há em um intervalo de tempo definido, entre a posição inicial e a posição final do corpo.

3. Trajetória

Esse conceito diz respeito à sequência de posições de um corpo durante o movimento no decorrer do tempo. Dessa forma, um objeto em movimento define sua trajetória com o passar do tempo.

O que é velocidade média

Vamos começar falando de velocidade. Esse termo trata-se de uma grandeza vetorial que possui módulo, direção e sentido. A velocidade está ligada diretamente à variação da posição, liga a distância percorrida por um objeto em um determinado tempo.

Sendo assim, você imagina o que pode ser velocidade média (Vm)?

Essa grandeza vetorial, uma das mais famosas da cinemática, consiste na divisão entre o deslocamento feito e o intervalo de tempo necessário para fazer o percurso. Dessa forma, chega-se ao resultado da velocidade média que o objeto seguiu.

Fórmula da velocidade média

Que tal aprender a calcular a velocidade média? Há uma fórmula feita especialmente para isso. Confira:

Sendo:

  • Vm – velocidade média (m/s)
  • ΔS – deslocamento (m/s)
  • SF – posição final (m)
  • S0 – posição inicial (m)0S

Anote para não esquecer! Esse é um assunto que cai muito no Enem e em vestibulares em todo o Brasil!

Os diferentes tipos de movimentos e velocidades

Movimentos e velocidades podem ter diferenças e conceitos variados. Confira os três mais populares:

Movimento uniforme (MU):

O famoso MU acontece quando um corpo se desloca em uma velocidade constante.

Movimento retilíneo uniforme (MRU):

Já o MRU é quando o corpo, em velocidade constante, está obrigatoriamente em linha reta.

Movimento uniformemente variado (MUV):

O MUV, diferente dos “irmãos” acima, ocorre quando um objeto se move com velocidades diferentes e que variam de maneira uniforme.

Gráficos da velocidade no MU e MUV

Veja como se comportam os gráficos da velocidade em MU e MUV:

grafico-movimento-uniforme-variavel

Unidade de medida da velocidade média

Para referenciar a velocidade média, usa-se a unidade de medida (baseada no Sistema Internacional de Unidades) metros por segundo (m/s). Contudo, a unidade de velocidade quilômetro por hora (km/h) também é bastante utilizada.

Caso você encontre o valor da velocidade média em km/h, pode convertê-la para m/s da seguinte forma:

  • Visto que 1 km equivale a 1000 metros e uma 1 hora equivale a 3600 segundos, divide-se e chega-se a 3,6.

    Então, para converter um valor de km/h para m/s, basta dividi-lo por 3,6, e para transformar uma velocidade de m/s para km/h, basta multiplicá-la por 3,6.

Tranquilo, não é?

Como calcular a velocidade média

Para calcular a velocidade média, você usará a seguinte fórmula, conforme vimos logo acima:

Contudo, pode haver exercícios sem o valor de deslocamento e tempo. E agora? O que fazer?

Calma, estudante. Nessa hora, basta utilizar a equação da velocidade de uma forma um pouco diferente:

Para encontrar o deslocamento:

ΔS = Vm.Δt

Para encontrar o tempo:

Fórmula da velocidade média em função do tempo

Um outro modo de encontrar a velocidade média é a partir da construção ou da análise de gráficos. Acha-se através da reta tangente de um gráfico da posição em função do tempo, como no exemplo a seguir:

Gráfico da posição em função do tempo

❗Lembre-se: quanto mais inclinada a reta, maior será a velocidade média.

Aqui, a velocidade pode ser chamada de coeficiente angular da reta. Para achá-la, escolha 2 pontos no eixo y e no eixo x:

Cálculo da velocidade média com dados recolhidos em gráfico

Qual a diferença entre velocidade média e velocidade escalar média

A velocidade escalar média difere-se da velocidade média pois não leva em conta a direção e o sentido do movimento do corpo. Na escalar, o objeto está em deslocamento sempre na mesma direção e no mesmo sentido.

Já na velocidade média, a direção e os sentidos do deslocamento variam.

Para calcular a velocidade escalar média, usa-se a seguinte fórmula:

Questões do Enem sobre velocidade média

Agora que passamos pela parte prática, vamos praticar alguns exercícios sobre velocidade média!

As questões foram retiradas do banco de provas e gabaritos do Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (Inep), órgão do Ministério da Educação (MEC) responsável pela realização do Enem.

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Questão 1 - 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 80 km h−1, 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 100 km h−1, a velocidade medida pelo aparelho tem a tolerância de +7 km h−1 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?

  1. 38 km/h
  2. 65 km/h
  3. 83 km/h
  4. 90 km/h
  5. 97 km/h
Gabarito: C

Questão 2 - Enem 2012

Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h.

Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega?

  1. 0,7
  2. 1,4
  3. 1,5
  4. 2,0
Gabarito: C

Questão 3 - Enem 2014

A Companhia de Engenharia de Tráfego (CET) de São Paulo testou em 2013 novos radares que permitem o cálculo da velocidade média desenvolvida por um veículo em um trecho da via.

enem_2014_Exercícios de Velocidade Média

As medições de velocidade deixariam de ocorrer de maneira instantânea, ao se passar pelo radar, e seriam feitas a partir da velocidade média no trecho, considerando o tempo gasto no percurso entre um radar e outro. Sabe-se que a velocidade média é calculada como sendo a razão entre a distância percorrida e o tempo gasto para percorrê-la.

O teste realizado mostrou que o tempo que permite uma condução segura de deslocamento no percurso entre os dois radares deveria ser de, no mínimo, 1 minuto e 24 segundos. Com isso, a CET precisa instalar uma placa antes do primeiro radar informando a velocidade média máxima permitida nesse trecho da via. O valor a ser exibido na placa deve ser o maior possível, entre os que atendem às condições de condução segura observadas.

Disponível em: www1.folha.uol.com.br/. Acesso em: 11 jan 2014.

A placa de sinalização que informa a velocidade que atende a essas condições é

  1. 25 km/h
  2. 69 km/h
  3. 90 km/h
  4. 102 km/h
  5. 110 km/h
Gabarito: C

Questão 4 - Enem 2012

Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h.

Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega?

  1. 0,7
  2. 1,4
  3. 1,5
  4. 2,0
  5. 3,0
Gabarito: C

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Assimilando o conteúdo

Agora que você já leu a teoria principal do tema da velocidade média e praticou com exercícios de provas anteriores, faça uma rotina de estudos para continuar treinando esse e outros assuntos importantes para a disciplina de Física no Enem.

Você pode conferir o programa de prova no site do Inep, além de encontrar provas anteriores para ver as questões aplicadas anteriormente.

Além disso, faça mapas conceituais, use cores e símbolos para ajudar no processo de assimilação de conhecimento.

Com uma revisão desses conteúdos e constante aprendizado, o sucesso na prova virá! Desejamos um ótimo Enem a todos.


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