Question

Suponha que uma partícula foi lançada em uma posição na Linha do Equador com a velocidade da luz, a qual corresponde à velocidade máxima da partícula no acelerador de partículas. Essa partícula irá contornar o mundo e retornar à posição original.

Considerando que a Linha do Equador tenha um perímetro de 40 mil km, quanto tempo, em segundos, demoraria para a partícula completar 30 voltas ao mundo ??


a) 1 segundo.
b) 2 segundos.
c) 3 segundos.
d) 4 segundos.
e) 5 segundos

Answer 1

Velocidade Média

Devemos saber basicamente do conceito e da fórmula da velocidade média para encontrar a resposta da questão dada.

• O que é Velocidade Média?

✓ É a variação do deslocamento de um corpo em um determinado espaço de tempo (conceito clássico).

• Através de qual fórmula podemos aplicar este conceito?

Atente-se muito bem à definição para extrai-la!

Variação do deslocamento pela (divisão) variação do tempo. Temos então:

$\boxed{\bold{Vm = \frac{\Delta S}{\Delta T}}}$

• Bom, já sabemos como calcular, mas qual seria a distância percorrida pela partícula?

Veja que o perímetro da linha do Equador corresponde ao comprimento da circunferência da Terra e que serão dadas 30 voltas completas em torno da Terra. Evidentemente iremos multiplicar o perímetro por 30 para sabermos a distância percorrida.

$S = 40.000 \cdot 30 = 1.200.000 = \bold{12 \cdot 10^5 \ Km}$

• E a velocidade média?

Corresponde à velocidade da luz. Em praxe:

Vm = Velocidade da Luz = $\bold{3 \cdot 10^5 \ Km/s}$

• Vamos lá:

$\frac{12 \cdot 10^5}{\Delta T} = 3 \cdot 10^5$

$\Delta T = \frac{12 \cdot \diagup \!\!\!\! 10^5}{3 \cdot \diagup \!\!\!\! 10^5}$

$\boxed{\boxed{\bold{\Delta T = 4 \ segundos}}}$

Alternativa D.

Estude mais por aqui:

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Bons estudos! :)

Answer 2

Conceito de Velocidade Média.

Sintetizando a Velocidade média é a razão do  quanto varia o deslocamento (distância percorrida) em uma determinada variação de tempo.

Vm=ΔDistância/ΔTempo

Dados do exercício:

Perímetro da linha do Equador= 40.000 Km

Número de voltas percorridas ao longo do Perímetro= 30 voltas

Logo, teremos:

Distância percorrida= 30x40.000Km

Distância percorrida pela partícula= 1.200.000Km

Velocidade da partícula em um acelerador= Velocidade da Luz

Considerando o Ar como meio

Velocidade da luz= 299.792,4Km/s

Podemos encontrar o tempo.

Simplificando a equação, temos:

V=d/t

Tempo=distância / velocidade

$Tempo= \dfrac{1.200.000Km}{299.792,4Km/2} \\\\\\Tempo=4,00276 segundos$

Resposta, alternativa "D"= 4 segundos