• Matéria: Matemática
  • Autor: MarcusRamos
  • Perguntado 9 anos atrás

Você dirige do Rio a São Paulo metade do tempo a 55 km/h e a outra metade a 90 km/h.
Na volta, você viaja metade da distância a 55 km/h e a outra metade a 90 km/h. Qual é
a velocidade escalar média: (a) do Rio para São Paulo, (b) na viagem de São Paulo ao Rio,
e (c) na viagem inteira? (d) Qual é a velocidade média na viagem inteira?

Respostas

respondido por: luan89saraiva
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Primeiro de tudo, lembrar que a velocidade escalar média é:

Vm = S/T, onde S é o espaço e T o tempo

É melhor pensar em números para entender o problema.

Suponha a distância seja de 100 km e que eu levei 2 h para percorrer o trajeto. Então:


Vm = 100/2 = 50 km/h será minha velocidade média

A velocidade média como o nome diz é uma média e não informa qual foi minha velocidade instantânea durante meu trajeto. Eu posso ter dirigido 50 km/h na primeira hora e 50 km/h na segunda hora, ou 40 km/h na primeira hora e 60 km/h na segunda hora, ou 30 km/h e 70 km/h e assim por diante. Qualquer possibilidade vai resultar nos mesmos 50 km/h já que eu fiz o trecho de 100 km em 2 horas. Facilitando ainda mais, vai ser sempre a 
média simples entre a velocidade em cada trecho. 

Exemplo:

Vm = (50 + 50)/2 = 100/2  = 50 km/h
Vm = (60 + 40)/2 = 100/2  = 50 km/h
Vm = (70 + 30)/2 = 100/2  = 50 km/h

Então na primeira situação na ida do Rio a São Paulo em que dirigi a 55 km/h na primeira metade e a 90  km/h na segunda metade, basta fazer a média simples:

Vm = (55+90)/2 = 72.5 km/h

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Agora atenção que quando percorro metade da distância em velocidades diferentes isso significa que não foi gasto o mesmo tempo em cada trecho e é preciso fazer uma média ponderada das velocidades. Se na primeira metade a velocidade foi 55 km/h e na segunda metade foi de 90 km/h, então os tempos serão:

T1 = S/55

T2 = S/90

T1 > T2 (como esperado, uma velocidade menor vai levar um tempo maior para percorrer o mesmo trecho)

Precisamos encontrar os pesos, ou seja, quanto tempo a mais foi percorrido submetendo uma velocidade com relação a outra. A forma mais fácil é calcular a razão entre os tempos:


T1/T2 = (S/55) / (S/90) = (S/55) * (90/S) = 90/55 ~ 1.64


Ou seja, T1 é 1.64 ou 64% maior. Se T foi o tempo total gasto então T1 = 64% de T e T2 = 36% de T. Calculando Vm:

 

Vm = (55*64 + 90 *36)/100 = 67.6 km/h

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Resumo:

A) Velocidade escalar média trecho Rio –SP: 72.5 km/h

B) Velocidade escalar média trecho SP – Rio : 67.6 km/h

C) Vm total (viagem inteira) = (72.5 + 67.6)/2 = 70.05 km/h

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