Física · introdutório

Velocidade, distância e tempo

A razão entre a distância total percorrida e o tempo decorrido descreve a rapidez média do movimento no intervalo.

3 objetivos 1 exemplo resolvido 1 exercício com resposta

Ao final da aula

Objetivos de aprendizagem

Calcular rapidez média, distância ou tempo com unidades compatíveis.
Converter m/s e km/h e interpretar o intervalo usado na média.
Distinguir distância de deslocamento e rapidez escalar de velocidade vetorial.

Fundamento

Entenda o conceito

A distância mede o comprimento total do percurso e é uma grandeza escalar. Ao dividi-la pelo tempo total, obtemos a rapidez média, frequentemente chamada de velocidade média escalar em materiais escolares.

Velocidade vetorial usa deslocamento e inclui direção. A calculadora relacionada recebe distância, portanto resolve a relação escalar. O resultado médio não mostra acelerações, pausas ou variações ocorridas durante o percurso.

Distância: Comprimento total do percurso, sem direção associada.
Tempo decorrido: Diferença entre o instante final e o inicial do intervalo.
Rapidez média: Distância total dividida pelo tempo total do percurso.
Velocidade média vetorial: Deslocamento dividido pelo intervalo de tempo, com direção e sentido.

Percurso entre posição inicial e final, com distância de 150 quilômetros e tempo de 2,5 horas, resultando em rapidez média de 60 quilômetros por hora. — **Percurso de 150 km em 2,5 h: rapidez média de 60 km/h.** Esquema entre posição inicial e final com o percurso total e o tempo do exemplo; a seta indica a leitura do trajeto, não uma velocidade vetorial calculada.

Relações e variáveis

Fórmulas explicadas

vₘ = d ÷ Δt

Relação escalar entre distância total e tempo decorrido.

vₘ: rapidez média Unidade: m/s ou km/h
d: distância total percorrida Unidade: m ou km
Δt: tempo decorrido Unidade: s ou h

d = vₘ × Δt; Δt = d ÷ vₘ

Formas equivalentes para isolar distância ou tempo.

d: distância Unidade: m ou km
vₘ: rapidez média Unidade: m/s ou km/h
Δt: tempo Unidade: s ou h

Procedimento seguro

Defina o intervalo e identifique a distância total percorrida.
Converta as grandezas para um conjunto compatível, como km e h ou m e s.
Isole a grandeza procurada e substitua os valores.
Declare se o resultado é escalar e não atribua uma direção que os dados não fornecem.

Do enunciado à interpretação

Exemplo resolvido passo a passo

Exemplo resolvido

Rapidez média em um percurso

Um corpo percorre 150 km em 2,5 h. Qual é sua rapidez média?

Dados: d = 150 km
Δt = 2,5 h
Fórmula: vₘ = d ÷ Δt
Substituição: vₘ = 150 km ÷ 2,5 h

Quilômetros e horas formam diretamente a unidade km/h.
Divida 150 por 2,5: 150 ÷ 2,5 = 60.
Para converter, divida por 3,6: 60 km/h ≈ 16,7 m/s.

Resultado: vₘ = 60 km/h, aproximadamente 16,7 m/s

Interpretação: O corpo cobriu, em média, 60 km por hora no intervalo; isso não afirma que manteve essa rapidez em cada instante.

Tente antes de abrir

Exercícios com solução

Tente resolver sem consultar a resposta; uma estimativa inicial ajuda a perceber sinal, unidade e ordem de grandeza.

Exercício 1 Um percurso de 90 km dura 1 h 15 min. Qual é a rapidez média em km/h e m/s?

Dica: Converta 15 min para 0,25 h antes de dividir.

Solução passo a passo

Converta o tempo: 1 h 15 min = 1,25 h.
Aplique vₘ = 90 km ÷ 1,25 h = 72 km/h.
Converta km/h para m/s dividindo por 3,6: 72 ÷ 3,6 = 20.

Resposta: 72 km/h, equivalentes a 20 m/s.

Prática guiada

Confira ou avance com as calculadoras

Resolva primeiro no papel. Depois, use a ferramenta para conferir a relação trabalhada ou explorar a conversão indicada.