Em uma trajetória, um corpo pode sofrer variações de velocidade. Tome como exemplo um automóvel que parte de viagem de uma cidade até outra. A variação da velocidade acontece ao dar partida no veículo, a velocidade que antes era zero – devido ao veículo estar parado – passa a ser diferente de zero. Em alguns momentos a velocidade será maior, já que o motorista consegue trafegar mais rápido nos pontos permitidos da rodovia, e em outros será menor, podendo até mesmo chegar a zero, para passar pelos pedágios, por exemplo. Com base no texto, considere um automóvel que levou um tempo T para percorrer uma distância S em uma viagem. Qual é a definição de velocidade média em termos práticos?

Alternativa C - É a velocidade que, se adotada sem variação durante toda a trajetória, levaria o automóvel a fazer a viagem no mesmo tempo T.

Introdução

A questão aborda o conceito fundamental de Velocidade Média Escalar em Cinemática. O enunciado descreve um cenário realista onde a velocidade de um veículo varia constantemente (paradas, acelerações, desacelerações).

O objetivo é identificar a definição prática desse conceito físico, diferenciando-o de médias aritméticas de valores instantâneos.

Desenvolvimento

A definição formal de velocidade média (v_m) é dada pela razão entre o deslocamento total (\Delta s) e o intervalo de tempo total (\Delta t):

No contexto da questão, temos:

• Distância total percorrida: S
• Tempo total gasto: T

Portanto, a velocidade média é calculada por v_m = \frac{S}{T}.

Por que as outras alternativas estão incorretas?

• Média Aritmética Simples: Não basta somar todas as velocidades e dividir pelo número delas. Uma velocidade baixa mantida por muito tempo tem mais peso na média final do que uma velocidade alta mantida por pouco tempo.
• Velocidade Instantânea: A velocidade média não é a média das velocidades instantâneas, pois isso ignoraria o tempo que o corpo permaneceu em cada velocidade.
• Movimento Uniforme: A velocidade média não é necessariamente a velocidade que o corpo teve em algum momento específico, nem uma velocidade que ele realmente manteve constante durante todo o percurso.

Análise

Vamos analisar as opções apresentadas na imagem:

• Opção 1 (Incorreta): Sugere uma "média de cada velocidade", o que remete à média aritmética simples, falha em considerar a duração de cada trecho.
• Opção 2 (Incorreta): Similar à anterior, foca na média das velocidades instantâneas, o que não define velocidade média global.
• Opção 3 (Correta): Define a velocidade média como um valor hipotético e constante. Se você rodasse a uma velocidade fixa igual à média, chegaria ao destino no mesmo tempo e cobrindo a mesma distância. É a representação idealizada do movimento.
• Opção 4 (Incorreta): Afirma que é a velocidade que o automóvel adota. Como o texto diz que a velocidade varia, essa descrição contradiz o enunciado e descreveria um Movimento Uniforme (MU), não a média de um movimento variável.

Conclusão

A velocidade média é uma grandeza que sintetiza o movimento global, ignorando as variações locais. Ela responde à pergunta: "Qual seria a velocidade constante necessária para completar este trajeto neste tempo?".

Isso corresponde exatamente à terceira opção, que descreve a velocidade teórica constante capaz de realizar a mesma função física (percorrer distância S em tempo T).