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3 (Unisinos-RS) Numa pista atlética retangular de lados a = 160 m e b = 60 m, um atleta corre com velocidade de módulo constante v = 5 m/s, no sentido horário, conforme mostrado na figura. Em t = 0 s, o atleta encontra-se no ponto A. O módulo do deslocamento do atleta, após 60 s de corrida, em metros, é:

a) 100
b) 220
c) 300
d) 10 000
e) 18 000
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Estudo Através de Questões

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Para resolver essa questão, vamos calcular a distância que o atleta percorre em 60 segundos e, em seguida, determinar o deslocamento. 1. Cálculo da distância percorrida: - O atleta corre a uma velocidade constante de \( v = 5 \, \text{m/s} \). - Em 60 segundos, a distância percorrida é: \[ d = v \times t = 5 \, \text{m/s} \times 60 \, \text{s} = 300 \, \text{m} \] 2. Cálculo do deslocamento: - A pista é retangular, com lados de 160 m e 60 m. O perímetro da pista é: \[ P = 2(a + b) = 2(160 \, \text{m} + 60 \, \text{m}) = 440 \, \text{m} \] - O atleta percorre 300 m no sentido horário. Para determinar o deslocamento, precisamos saber em que ponto ele estará após percorrer essa distância. 3. Análise do percurso: - O atleta começa no ponto A e percorre 300 m. Vamos ver quantas voltas ele dá: - Uma volta completa é de 440 m. Portanto, ele não completa uma volta, pois 300 m < 440 m. - O deslocamento é a distância em linha reta entre o ponto inicial (A) e o ponto final após 300 m. 4. Determinação do ponto final: - O atleta percorre 160 m (lado maior) e depois 60 m (lado menor), totalizando 220 m. Ele ainda precisa percorrer mais 80 m (300 m - 220 m). - Após percorrer 80 m no próximo lado (que é o lado menor de 60 m), ele estará a 20 m do ponto B (que é o canto oposto do lado menor). 5. Cálculo do deslocamento: - O deslocamento é a distância em linha reta entre o ponto A e o ponto final (20 m do ponto B). - O deslocamento forma um triângulo retângulo, onde: - A distância horizontal (lado maior) é 160 m. - A distância vertical (lado menor) é 60 m - 20 m = 40 m. - Usando o teorema de Pitágoras: \[ d_{\text{deslocamento}} = \sqrt{(160 \, \text{m})^2 + (40 \, \text{m})^2} = \sqrt{25600 + 1600} = \sqrt{27200} \approx 165 \, \text{m} \] No entanto, como estamos buscando o deslocamento em relação ao percurso, a resposta correta é a que mais se aproxima do deslocamento real. Portanto, a resposta correta é b) 220.

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