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Texto-base:
Nas questões de Física, quando necessário, use:
• massa atômica do hidrogênio: m_H = 1,67·10⁻²⁷ kg
• massa atômica do hélio: m_He = 6,65·10⁻²⁷ kg
• velocidade da luz no vácuo: c = 3·10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6·10⁻³⁴ J·s
• 1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J
• constante eletrostática do vácuo: k₀ = 9,0·10⁹ N·m²/C²
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• cos 45º = sen 45º = √2/2
A partir do instante t₀ = 0, uma partícula com velocidade inicial v₀ é uniformemente acelerada.
No instante t, a aceleração cessa e a partícula passa a se movimentar com velocidade constante v. Do instante 2t ao instante 4t, uma nova aceleração constante atua sobre a partícula, de tal forma que, ao final desse intervalo, sua velocidade vale -v.
Nessas condições, a velocidade média da partícula, no intervalo de 0 a 4t, é igual a
Nas questões de Física, quando necessário, use:
• massa atômica do hidrogênio: m_H = 1,67·10⁻²⁷ kg
• massa atômica do hélio: m_He = 6,65·10⁻²⁷ kg
• velocidade da luz no vácuo: c = 3·10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6·10⁻³⁴ J·s
• 1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J
• constante eletrostática do vácuo: k₀ = 9,0·10⁹ N·m²/C²
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• cos 45º = sen 45º = √2/2
A partir do instante t₀ = 0, uma partícula com velocidade inicial v₀ é uniformemente acelerada.
No instante t, a aceleração cessa e a partícula passa a se movimentar com velocidade constante v. Do instante 2t ao instante 4t, uma nova aceleração constante atua sobre a partícula, de tal forma que, ao final desse intervalo, sua velocidade vale -v.
Nessas condições, a velocidade média da partícula, no intervalo de 0 a 4t, é igual a
Resolução comentada
O deslocamento total em 4t é t(3v + v₀)/2, e a velocidade média é (3v + v₀)/8.
De 0 a t, a velocidade vai de v₀ a v, e o deslocamento é (v₀ + v)t/2. De t a 2t, a velocidade é constante: v·t. De 2t a 4t, a velocidade varia linearmente de v a −v, com média zero e deslocamento nulo. Soma: t(v₀ + 3v)/2. Dividindo por 4t: (3v + v₀)/8.
Análise das alternativas
A, C e D) Não correspondem à média ponderada pelo tempo calculada pelas áreas do gráfico v×t; apresentam dimensões ou coeficientes incorretos.
Referência: Cinemática: velocidade média e gráfico v×t.
Resolução comentada do VaiConcursos.