Física · 8.ª–12.ª classe

Como calcular a velocidade média?

  • 7 min de leitura
  • 4 exemplos resolvidos
  • 6 exercícios com solução
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Resposta curta

Velocidade média = deslocamento ÷ intervalo de tempo (vm = Δx / Δt). Quando só interessa a distância total percorrida, fala-se em rapidez média. Exemplo: 150 km em 2 h → 150 ÷ 2 = 75 km/h.

Fórmula e significado de cada termo

Velocidade média

vm = Δx / Δt = (xf − xi) / (tf − ti)

  • vm — velocidade média. Unidade no SI: m/s; também se usa km/h.
  • Δx — deslocamento: posição final menos posição inicial (xf − xi). Tem sentido: pode ser positivo ou negativo.
  • Δt — intervalo de tempo: instante final menos instante inicial (tf − ti).

Velocidade média ou rapidez média?

Velocidade médiaRapidez média
Usadeslocamento (em linha reta, do ponto inicial ao final)distância total percorrida
Évetor (tem sentido; pode ser negativa)escalar (sempre positiva)
Numa volta completazero (volta ao ponto de partida)distância da volta ÷ tempo

Em muitos exercícios do ensino secundário o movimento é numa reta e sempre no mesmo sentido; nesse caso o deslocamento é igual à distância e os dois valores coincidem.

Quando se aplica

Calcula-se a velocidade média quando se conhece quanto se andou e quanto tempo demorou, sem interessar se a velocidade variou pelo caminho: paragens, subidas e travagens ficam todas "diluídas" no resultado. Para saber a velocidade num instante preciso usa-se outro conceito, a velocidade instantânea (o que marca o velocímetro).

Passo a passo

  1. Identifique o deslocamento Δx (ou a distância total) e o intervalo de tempo Δt.
  2. Uniformize as unidades: ou tudo em m e s (resultado em m/s) ou em km e h (resultado em km/h).
  3. Calcule Δt se só tiver as horas de partida e de chegada: Δt = tf − ti, incluindo as paragens.
  4. Divida: vm = Δx ÷ Δt.
  5. Escreva a unidade e, se for velocidade (e não rapidez), o sentido.
  6. Verifique se o valor é razoável (por exemplo, um carro em estrada raramente passa de 120 km/h) e se está entre a menor e a maior velocidade do percurso.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — Cálculo direto

Enunciado: Um carro percorre 150 km em 2 h. Qual é a velocidade média?

Resolução:

  1. Δx = 150 km; Δt = 2 h.
  2. vm = 150 ÷ 2 = 75.

Resposta: 75 km/h. Verificação: 75 km/h × 2 h = 150 km.

Exemplo 2 — Com conversão de unidades

Enunciado: Um atleta corre 600 m em 2 min 30 s. Calcule a velocidade média em m/s e em km/h.

Resolução:

  1. Converta o tempo para segundos: 2 min 30 s = 2 × 60 + 30 = 150 s.
  2. vm = 600 ÷ 150 = 4 m/s.
  3. Em km/h: 4 × 3,6 = 14,4 km/h.

Resposta: 4 m/s, ou seja, 14,4 km/h.

Exemplo 3 — Ida e volta

Enunciado: Um autocarro vai de A para B (60 km) a 60 km/h e regressa de B para A a 30 km/h. Qual é a rapidez média em toda a viagem? E a velocidade média?

Resolução:

  1. Ida: 60 km a 60 km/h demora 60 ÷ 60 = 1 h.
  2. Volta: 60 km a 30 km/h demora 60 ÷ 30 = 2 h.
  3. Distância total = 60 + 60 = 120 km; tempo total = 1 + 2 = 3 h.
  4. Rapidez média = 120 ÷ 3 = 40 km/h.
  5. A velocidade média usa o deslocamento: o autocarro volta ao ponto de partida, logo Δx = 0 e vm = 0.

Resposta: rapidez média 40 km/h (e não 45 km/h, a média aritmética das duas velocidades); velocidade média 0.

Exemplo 4 — Nível de exame: deslocamento negativo

Enunciado: Um corpo move-se numa reta e passa da posição xi = 40 m para xf = 10 m em 5 s. Calcule a velocidade média.

Resolução:

  1. Δx = xf − xi = 10 − 40 = −30 m.
  2. Δt = 5 s.
  3. vm = −30 ÷ 5 = −6 m/s.

Resposta: −6 m/s: tem módulo 6 m/s e o sinal negativo indica movimento no sentido contrário ao do eixo escolhido.

Erros frequentes no cálculo

  • Fazer a média aritmética das velocidades. Só se pode fazer se os tempos forem iguais; no Exemplo 3, (60 + 30) ÷ 2 = 45 km/h está errado.
  • Não converter as unidades: dividir metros por horas, ou km por minutos, sem converter.
  • Esquecer as paragens no cálculo de Δt: o tempo da viagem inclui o tempo parado.
  • Confundir deslocamento com distância percorrida. Numa volta completa o deslocamento é zero.
  • Ignorar o sinal e o sentido quando o enunciado dá posições em eixo.
  • Esquecer a unidade ou escrever km/h quando os dados estavam em m e s.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Um comboio percorre 240 km em 3 h. Calcule a velocidade média.

Ver solução

vm = 240 ÷ 3 = 80 km/h.

2Exercício 2

Um aluno caminha 900 m em 3 minutos. Calcule a velocidade média em m/s e em km/h.

Ver dica

Converta 3 minutos em segundos.

Ver solução

3 min = 180 s. vm = 900 ÷ 180 = 5 m/s = 5 × 3,6 = 18 km/h.

3Exercício 3

Um atleta corre 400 m em 50 s. Calcule a velocidade média em m/s e em km/h.

Ver solução

vm = 400 ÷ 50 = 8 m/s = 8 × 3,6 = 28,8 km/h.

4Exercício 4

Um automóvel percorre 90 km a 45 km/h e, de seguida, mais 90 km a 90 km/h. Qual é a rapidez média em todo o percurso?

Ver dica

Calcule o tempo de cada parte e some.

Ver solução

Primeiro troço: 90 ÷ 45 = 2 h. Segundo: 90 ÷ 90 = 1 h. Total: 180 km em 3 h → 60 km/h (e não 67,5 km/h, a média aritmética).

5Exercício 5

Um atleta dá uma volta completa a uma pista de 400 m em 80 s. Calcule a rapidez média e a velocidade média.

Ver solução

Rapidez média = 400 ÷ 80 = 5 m/s. Velocidade média: volta ao ponto de partida, deslocamento = 0, logo 0 m/s.

6Exercício 6

Um carro mantém a velocidade média de 60 km/h. Quanto tempo demora a percorrer 150 km?

Ver solução

Δt = Δx ÷ vm = 150 ÷ 60 = 2,5 h = 2 h 30 min.

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula para calcular a velocidade média?

vm = Δx ÷ Δt, isto é, (posição final − posição inicial) ÷ (tempo final − tempo inicial). Se só se conhecer a distância total d e o tempo t, a rapidez média é d ÷ t.

Como verificar se o resultado está correto?

Multiplique o resultado pelo tempo: tem de dar o deslocamento (75 km/h × 2 h = 150 km). Confirme também as unidades e se o valor é razoável para a situação.

Que erros se cometem ao calcular a velocidade média?

Os mais comuns são tirar a média aritmética das velocidades, esquecer as conversões de unidades e confundir deslocamento com distância. Veja "Erros frequentes".

Qual é a diferença entre velocidade média e velocidade instantânea?

A média resume todo o percurso (Δx ÷ Δt). A instantânea é a velocidade num instante preciso, a que o velocímetro mostra.

Resumo

  • vm = Δx ÷ Δt; unidade SI: m/s (também km/h).
  • Δx é o deslocamento (posição final − inicial); Δt é o intervalo de tempo.
  • Rapidez média = distância total ÷ tempo; velocidade média usa o deslocamento e tem sinal.
  • Não se tira a média aritmética de velocidades quando os tempos são diferentes.
  • Uniformize as unidades e verifique multiplicando vm × Δt.

Onde aprofundar

  • O manual de Física da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
  • O Sistema Internacional de Unidades, descrito pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM).
  • O manual aberto OpenStax Physics (em inglês), capítulo de cinemática, para mais exercícios.

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