Voltar a: Física e Química
Ficha nº4
⇒ Rapidez e velocidade
1. Numa viagem entre duas cidades, um automóvel percorreu, na autoestrada, 72 km em 30 min.
Determina, em quilómetros por hora, a rapidez média do automóvel e discute se o condutor terá, ou não, respeitado o limite de velocidade, sabendo que, neste caso, esse limite é de 120 km/h.
Apresenta todas as etapas de resolução.
A rapidez média é dada por:
Para obter a rapidez média em quilómetros por hora, a distância percorrida, s, terá de vir em quilómetros e o intervalo de tempo, Δt, em horas, então,
- Δt = 30/60 =0,50 h
Substituindo na expressão que dá a rapidez média, tem-se:
Como a rapidez média (144 km/h) foi superior ao limite de velocidade (120 km/h), o condutor não respeitou o limite de velocidade.
2. Das seguintes frases indica a verdadeira.
(A) Para um dado intervalo de tempo, quanto maior a distância percorrida por um corpo, maior a sua rapidez média.
(B) Quanto maior a rapidez média de um corpo, maior o intervalo de tempo necessário para que percorra uma dada distância.
(C) A distância percorrida por um corpo, num dado intervalo de tempo, é tanto menor quanto maior a sua rapidez média.
(D) Quanto maior a distância percorrida por um corpo, para um mesmo intervalo de tempo, menor a sua rapidez média.
3. O Carlos foi mandado parar pela polícia numa autoestrada, por seguir em excesso de velocidade (acima de 120 km/h).
O Carlos, em sua defesa, alegou que só tinha percorrido 25 km num quarto de hora.
3.1 Com base nas informações dadas pelo Carlos, calcula a rapidez média a que viajava.
3.2 Parece-te que o Carlos está correto na sua justificação para não ter ultrapassado o limite de velocidade? Comenta a sua afirmação.
3.1
3.2 Não, o limite de velocidade diz respeito à velocidade, em cada instante, não à rapidez média.
Apesar da rapidez média ser inferior a 120 km/h , o Carlos pode ter superado esse limite em algum instante, tendo velocidade inferior noutros instantes.
4. Completa as frases que se seguem:
4.1 A _______ de uma viagem obtém-se dividindo a ____ pelo intervalo de tempo que demora essa viagem.
4.2 A rapidez média é uma grandeza física _______, cuja unidade SI é o _______, cujo símbolo ______.
4.3 A velocidade média é uma grandeza física _______, caracteriza-se pela _______, _______, _______ e intensidade cuja unidade SI é o _______, cujo símbolo ______.
4.4 A velocidade média caracteriza-se pela intensidade que se ______ com ______.
4.1 A rapidez média de uma viagem obtém-se dividindo a distância percorrida pelo intervalo de tempo que demora essa viagem.
4.2 A rapidez média é uma grandeza física escalar, cuja unidade SI é o metro por segundo, cujo símbolo m/s.
4.3 A velocidade média é uma grandeza física vetorial, caracteriza-se pela direção, sentido, ponto de aplicação e intensidade cuja unidade SI é o metro por segundo, cujo símbolo m/s.
4.4 A velocidade média caracteriza-se pela intensidade que se mede com velocímetro.
5. Admitindo que um foguete era lançado da Terra para a Lua com velocidade constante de 16 042 km/h, e que demoraria 24 horas na viagem.
Calcula a distância da Terra à Lua em quilómetros.
- d= v x Δt = 16 042 x 24 = 385 000 km
6. O Manuel combinou combinou encontrar-se à porta do cinema com a Carla.
O Manuel, que mora a 15o0 m do cinema, saiu de casa às 19 h e demorou 45 min a chegar ao cinema.
A Carla deslocou-se à mesma rapidez média do Manuel e mora a 2000 m do cinema.
Indica a que horas a Carla teve de sair de casa para chegar a horas ao encontro.
A Carla teve de sair de casa às 18h 45
7. Qual dos movimentos tem maior rapidez média?
(A) Percorrer 100 km em 4 h.
(B) Percorrer 200 m em 24 s.
(C) Percorrer 1000 mm em 200 s.
(D) Percorrer 300 mm em um minuto e meio.
- Opção (B)
8. Um veículo da policia desloca-se numa estrada durante 3,5 horas.
Na primeira hora percorre 70 km, nas duas horas seguintes percorre 180 km e na última meia-hora percorre 55 km.
8.1 Calcula a rapidez média de todo o percurso.
8.2 Justifica, com cálculos, a seguinte afirmação verdadeira.
“O movimento do veículo foi mais rápido na última meia-hora do percurso.”
8.1 s = 70 + 180 + 55 = 305 Km
8.2
1ª hora: rm = 70 km/h
2ª e 3ª hora: rm = 90 km/h
Última meia-hora: rm= 55/0,5 ⇔ rm= 110 km/h
9. O velocímetro de um carro indica 148 km/h.
9.1 Qual é a grandeza que é indicada pelo velocímetro?
9.2 Exprime este valor em unidades SI.
9.1 É a velocidade instantânea, o valor da velocidade em cada instante.
9.2
- v = 148 km/h = 41,1 m/s
10. Na figura podes ver a trajetória curvilínea descrita por um carro que se desloca, sem parar, entre o ponto A, na posição x = – 60 m, e o ponto B, na posição x = 60 m.
10.1 Considerando que o comprimento da trajetória é de 150 m, indica a distância percorrida pelo carro entre os pontos A e B.
10.2 Determina o valor do deslocamento do carro entre os pontos A e B.
Apresenta todas as etapas de resolução.
10.3 Qual é a direção e o sentido do deslocamento?
10.4 Sabendo que o carro demorou 20 s a deslocar-se do ponto A para o ponto B, determina a sua rapidez média e o valor da sua velocidade média.
Apresenta todas as etapas de resolução.
10.1 A distância percorrida pelo corpo é s= 150 m, pois a distância percorrida entre os pontos considerados corresponde ao comprimento da trajetória descrita pelo corpo entre esses mesmos dois pontos.
10.2 O valor do deslocamento, Δx, é obtido pela diferença entre a posição final, xf, e a posição inicial, xi, ou seja, Δx = xf – xi.
Substituindo pelos valores, tem-se : Δx = 60 – (- 60) = 120 m.
10.3 A direção do deslocamento é a da reta que une a posição inicial com a posição final, ou seja, a direção do eixo dos xx representado na figura.
O sentido do deslocamento é da posição inicial para a posição final, ou seja, o sentido positivo do eixo dos xx representado na figura.
10.4 rapidez média é dada por:
velocidade média é dada por:
11. Determina a rapidez média do comboio que liga Porto-Lisboa, cujo horário está na figura seguinte, na unidade SI e em km/h.
Considera que a distância de comboio entre as duas cidades é de 273 km.
A distância é de 273 km é percorrida em 3 h 16 min, ou seja, 3,27 h.
A rapidez média é:
12. O Sr. António às 9 horas passou pelo marco que assinala o km 37 de uma estrada.
A seguir passou pelo marco que assinala o km 145 da mesma estrada às 10 horas e quarenta e cinco minutos.
Qual é a rapidez média do automóvel entre as passagens pelos dois marcos?
Comecemos por calcular a distância percorrida pelo automóvel:
- d = 145 – 37 = 108 km
Determinemos agora o intervalo de tempo durante o qual o automóvel se deslocou :
- Δt = 10 h 45 – 9 h 00 = 1 h 45 = 1,75 h
Então:
Podemos converter este valor para unidades SI:
- rm = 61,7 km/h = 17,1 m/s
13. Um satélite roda em torno da Terra com uma rapidez média de 27 000 km/h.
Considera que o raio da Terra é 6350 km, e que o satélite orbita a uma altitude de 380 km, descrevendo uma trajetória praticamente circular.
13.1 Que distância percorre o satélite durante duas horas, e durante um dia?
13.2 Qual o raio da órbita da trajetória circular do satélite em torno da Terra;
13.3 Calcula a distância percorrida pelo satélite durante uma volta completa.
13.4 Determina o intervalo de tempo que demora uma volta completa do satélite em torno da Terra.
13.1 durante duas horas
- d = 27000 x 2 = 54000 km
durante um dia
- d = 27000 x 24 = 648000 km
13.2 Qual o raio da órbita da trajetória circular do satélite em torno da Terra;
- r = 6350 + 380 = 6730 km
13.3 Uma volta completa é o perímetro de uma circunferência:
- 2 πr = 42286 km
13.4 Se para percorrer 27000 km o satélite demora uma hora, para percorrer o perímetro da circunferência demora:
