Física — Mecânica Dissertativa

Às oito horas da manhã, uma motocicleta está passando pelo km 10 de uma rodovia, a 120km/h, e um automóvel está passando pelo km 60 da mesma rodovia a 80km/h. Sabendo-se que os dois veículos viajam no mesmo sentido e supondo que suas velocidades escalares sejam constantes, determine o horário em que a moto irá alcançar o automóvel.

Às oito horas da manhã, uma motocicleta está passando pelo km 10 de uma rodovia, a 120km/h, e um automóvel está passando pelo km 60 da mesma rodovia a 80km/h. Sabendo-se que os dois veículos viajam no mesmo sentido e supondo que suas velocidades escalares sejam constantes, determine o horário em que a moto irá alcançar o automóvel.

Resolução completa

Explicação passo a passo

Resumo da resposta

Resolução de Cinemática - Encontro de Veículos

Dados do Problema

VeículoPosição Inicial (km)Velocidade (km/h)
Motocicleta10120
Automóvel6080

Horário inicial: 8:00 da manhã
Sentido: Mesmo sentido na rodovia
Tipo de movimento: MRU (Movimento Retilíneo Uniforme)

Desenvolvimento

Para resolver este problema de encontro, utilizamos as equações horárias da posição para cada veículo:

S_m(t) = 10 + 120 \times t
S_a(t) = 60 + 80 \times t

Onde t é o tempo em horas após as 8:00.

Condição de encontro

A motocicleta alcança o automóvel quando suas posições são iguais:

S_m(t) = S_a(t)
10 + 120t = 60 + 80t

Isolando t:

120t - 80t = 60 - 10
40t = 50
t = \frac{50}{40} = 1,25 \text{ horas}

Conversão do tempo

1,25 \text{ horas} = 1 \text{ hora} + 0,25 \times 60 \text{ minutos} = 1 \text{ hora e } 15 \text{ minutos}

## Análise

  • Diferença de distância inicial: 50 km (o carro está à frente)
  • Velocidade relativa: 40 km/h (a moto é mais rápida por esta diferença)
  • Tempo para fechar a distância: 50 ÷ 40 = 1,25 horas
  • Horário final: 8:00 + 1h15min = 9:15

Conclusão

A motocicleta irá alcançar o automóvel às 9 horas e 15 minutos.

Este resultado faz sentido porque:

  1. A motocicleta é mais veloz (120 vs 80 km/h), então consegue fechar a diferença
  2. Em 1,25 horas, a moto percorre 150 km (chegando ao km 160)
  3. Em 1,25 horas, o carro percorre 100 km (chegando também ao km 160)

Ambos se encontram exatamente no ponto km 160 da rodovia.

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