Física · IBFC · 2024 | Questão sqc-qg219082

Resolução

Gabarito: letra A — a conta chega a 20 m/s — alternativa A.

A ideia por trás

Velocidade média é a razão entre a distância percorrida e o tempo gasto, e sua unidade no Sistema Internacional é o metro por segundo (m/s). No dia a dia usamos km/h, mas em cálculos técnicos e simulações é preciso usar m/s, pois é a unidade padrão.

A conversão entre km/h e m/s usa o fator 3,6, que vem de 1 km = 1000 m e 1 h = 3600 s. Assim, 1 km/h = 1000/3600 m/s = 1/3,6 m/s. Para converter de km/h para m/s, divide-se por 3,6; para o inverso, multiplica-se por 3,6.

Esta questão pede exatamente essa conversão: transformar 72 km/h em m/s, aplicando o fator 3,6.

O que a questão dá

velocidade média = 72 km/h

O que queremos: a velocidade média em metros por segundo (m/s)

Passo 1 — Entender o fator de conversão

Antes de fazer a conta, precisamos saber qual operação usar. Como 1 km/h equivale a 1/3,6 m/s, para transformar km/h em m/s dividimos por 3,6. Esse fator vem de 1 km = 1000 m e 1 h = 3600 s.

Por que esta fórmula: A relação 1 km/h = 1/3,6 m/s é a base da conversão. Ela mostra que o número em m/s é menor que o número em km/h, pois o metro é menor que o quilômetro e o segundo é menor que a hora.

1\ \text{km/h} = \frac{1}{3{,}6}\ \text{m/s}

De onde vem cada valor: $3{,}6$ = definição: 1 km = 1000 m e 1 h = 3600 s, logo 1 km/h = 1000/3600 m/s = 1/3,6 m/s

NÃO CAIA NESSA!

Confundir a direção: multiplicar em vez de dividir, o que daria um valor absurdo.

Passo 2 — Dividir a velocidade por 3,6

Agora aplicamos o fator ao valor dado. Como queremos m/s, dividimos 72 por 3,6.

Por que esta fórmula: A conversão é direta: v_m/s = v_km/h ÷ 3,6.

v_{m/s} = \frac{v_{km/h}}{3{,}6}

De onde vem cada valor: $v_{km/h}$ = enunciado: 72 km/h · $3{,}6$ = passo 1

v_{m/s} = \frac{72}{3{,}6} = \boxed{20\ \text{m/s}}

NÃO CAIA NESSA!

Usar 3 em vez de 3,6, o que daria 24 m/s (alternativa B).

Resposta: 20 m/s — alternativa A