Questão de Física — Cinemática — INSTITUTO AOCP 2025
Física›Cinemática
Código
qg540028
Banca
INSTITUTO AOCP
Órgão
IF-PB
Ano
2025
Nível
Médio
Cargo
Técnico de Laboratório - Área: Física
Durante um experimento no laboratório de física, observa-se o movimento de dois carrinhos sobre um trilho retilíneo. O carrinho A move-se para a direita com velocidade constante de 1,5 m/s, enquanto o carrinho B, que está sobre o mesmo trilho, move-se para a esquerda com velocidade constante de -0,5 m/s, ambos em relação ao laboratório. Qual é a velocidade do carrinho B em relação ao carrinho A?
A1,0 m/s.
B-1,0 m/s.
C2,0 m/s.
D-2,0 m/s.
E0,75 m/s.
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GabaritoD — -2,0 m/s.
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Resolução
Gabarito: letra D — a conta chega a -2,0 m/s — alternativa D.
A ideia por trás
Velocidade relativa é a velocidade de um corpo medida por um observador que está em outro corpo em movimento. No dia a dia, quando você está num carro e vê outro carro se aproximando, a velocidade que você percebe não é a velocidade dele em relação à estrada, mas sim em relação a você. Essa percepção muda conforme o seu próprio movimento.
A velocidade relativa entre dois corpos é a diferença vetorial entre suas velocidades: v_BA = v_B - v_A. Isso significa que, para um observador em A, o corpo B parece se mover com a velocidade que B tem em relação ao laboratório menos a velocidade que A tem em relação ao laboratório. Se os dois se movem no mesmo sentido, a diferença é pequena; se se movem em sentidos opostos, a diferença é grande (equivale à soma dos módulos).
Esta questão pede exatamente essa diferença vetorial, com atenção aos sinais: A vai para a direita (positivo) e B para a esquerda (negativo). O passo crucial é montar a subtração com os sinais corretos, não apenas subtrair os módulos.
O que a questão dá
velocidade do carrinho A = +1,5 m/s (para a direita)
velocidade do carrinho B = -0,5 m/s (para a esquerda)
O que queremos: a velocidade do carrinho B em relação ao carrinho A
Passo 1 — Definir o sentido positivo do eixo
Para calcular a velocidade relativa, precisamos de um referencial de direção. Como o problema fala em direita e esquerda, adotamos o sentido para a direita como positivo. Isso transforma as velocidades em números com sinal, permitindo a subtração vetorial.
direita = positivo, esquerda = negativo
NÃO CAIA NESSA!
Não definir um sentido positivo e tentar trabalhar apenas com módulos, o que leva a erro na soma/subtração.
Passo 2 — Escrever as velocidades com sinal
Com o eixo definido, cada velocidade ganha um sinal: A vai para a direita, então é positiva; B vai para a esquerda, então é negativa. Isso é essencial para a conta vetorial.
v_A = +1,5 m/s, v_B = -0,5 m/s
NÃO CAIA NESSA!
Esquecer o sinal de B e tratá-lo como +0,5 m/s, o que daria uma velocidade relativa errada.
Passo 3 — Montar a fórmula da velocidade relativa
A velocidade de B em relação a A é o que um observador sentado em A enxerga. Para obter isso, subtraímos a velocidade de A da velocidade de B, porque o observador em A 'anula' o próprio movimento.
Por que esta fórmula: A definição de velocidade relativa é v_BA = v_B - v_A. É a diferença vetorial, não a soma. Se A estivesse parado, v_BA seria igual a v_B; como A se move, precisamos descontar o movimento de A.
De onde vem cada valor: = passo 2: -0,5 m/s · = passo 2: +1,5 m/s
NÃO CAIA NESSA!
Subtrair os módulos (1,5 - 0,5 = 1,0) em vez de subtrair os valores com sinal. Como os sentidos são opostos, os módulos se somam.