(Unitau)
Uma motocicleta com velocidade constante de 20 m/s ultrapassa um trem de comprimento 100 m e velocidade 15 m/s. O deslocamento da motocicleta durante a ultrapassagem é:
Existe na física um conceito chamado velocidade relativa.
Velocidade relativa é a velocidade que um corpo apresenta em relação a outro.
Exemplo, considere dois carros A e B com velocidades va e vb
se estiverem em sentidos opostos1
a velocidade relativa de A em relação a B, ou de B em relação a A, é a soma dos módulos de va com vbvr = |va| +|vb|
Caso estejam no mesmo sentido1
a velocidade relativa de A em relação a B é a subtração dos módulos de va com vbvr = |va| -|vb|
Bem como a velocidade relativa de B em relação a A é vr = |vb| -|va|
No nosso caso nós temos um trem e uma moto
A velocidade relativa da moto em relação ao trem é v = 20 -15 = 5 m/s
É como se o trem estivesse parado e a moto a 5 m/s.
A velocidade média de um corpo pode ser calculado por \(\bbox[5px, border: 2px solid blue]{ v_m = \Large{ {s} \over {t} } }\)
vm: velocidade média
s: espaço percorrido em um tempo t
t: tempo para percorrer s
Para passar o trem ela tem que andar 100 m com uma velocidade de 5 m/s, o tempo necessário para ultrapassá-lo é
\(5 = \large{ {100} \over {t} }\)
\(\bbox[5px, border: 2px solid blue]{ t = 20\;s}\)
Mas veja, 5 m/s é a velocidade aparente, na verdade ela se move a 20 m/s, logo nestes 20 s ela percorre uma distância S
\(20 = \large{ {s} \over {20} }\)
\(\bbox[5px, border: 2px solid blue]{ s = 400\;m}\)
Gabarito letra a.
1: considerando que estão na mesma direção
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